程序（program）

为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码，静态对象

进程（process）

程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程。——生命周期
>如：运行的QQ，运行中的MP3播放器
>程序是静态的，进程是动态的
>进程作为资源分配的单位，系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域

线程（thread）

进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径
>若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的
>线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器（pc），线程切换的开销小
>一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间—>他们从同一堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患

并行与并发

并行

多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事

并发

一个CPU（采用时间片）同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事

优点

1.提高应用程序的响应。对图画界面更有意义，可增强用户体验
2.提高计算机系统CPU的利用率
3.改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和修改

多线程的创建

继承于Thread类

1.创建一个继承于Thread类的子类
2.重写Thread类的run（）
3.创建Thread类的子类的对象
4.通过此对象调用star（）
例：遍历100以内的所有的偶数

  1. //1.创建一个继承于Thread类的子类
  2. class MyThread extends Thread {
  3.     //2.重写Thread类的run()
  4.     @Override
  5.      public void run(){
  6.         //如下操作仍然是在main线程中执行的
  7.          for(int i = 0;i<100;i++){
  8.              if(i%2==0){
  9.              System.out.println(i);   
  10.             }
  11.         }
  12.     }
  13.     public class ThreadTest{
  14.         public static void main(String[] args){
  15.             //3.创建Thread类的子类对象
  16.             MyThread t1 = new Mythread();
  17.             //4.通过此对象调用start() ①启动当前线程 ②调用当前线程的run()
  18.             t1.start();
  19.         }
  20. }

实现Runnable接口

1.创建一个实现了Runnable接口的类
2.实现类去实现Runnable中的抽象方法：run（）
3.创建实现类的对象
4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象
5.通过Thread类的对象调用start（）

  1. //1.创建一个继承于Thread类的子类
  2. class MThread implents Runnnable{
  3.     //2.重写Thread类的run()
  4.      public void run(){
  5.          for(int i = 0;i<100;i++){
  6.              if(i%2 == 0){
  7.                  System.out.println(i);   
  8.             }
  9.         }
  10.     }
  11. }
  12. public class ThreadTest1{
  13.  public static void main(String[] args){
  14.      //3.创建Thread类的子类的对象
  15.       MThread mThread = new MThread();
  16.      //4.通过此对象调用start()：①启动当前线程②调用当前线程的run()
  17.      Thread t1 = new Thread (mThread);
  18.      //5.通过Thread类的对象调用start():①启动线程②调用当前线程的run()-->调用了Runnable类型的target的run()
  19.      t1.start();
  21.      //再启动一个线程，遍历100以内的偶数
  22.      Thread t2 = new Thread(mThread);
  23.      t2.setName("线程2");
  24.      t2.start();
  25.  }
  27. }

两种方法的比较

优先选择：实现Runnable接口的方式
原因：1.实现的方式没有类的单继承性的局限性
2.实现的方法更适合来处理多个线程有共享数据的情况
联系：public class Thread implements Runnable
相同点：都需要重写run（），将线程要执行的逻辑声明在run（）中

线程常用方法

Thread中的常用方法

1.start（）：启动当前线程，调用当前线程的run（）
2.run（）：通常需要重写Thread类中的此方法，将创建的线程要执行的操作声明在此方法中
3.currentThread（）：静态方法，返回执行当前代码的线程
4.getName（）：获取当前线程的名字
5.setName（）：设置当前线程的名字
6.yield（）：释放当前cpu的执行权
7.join（）：在线程a中调用线程b的join（），此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b执行完以后，线程a结束阻塞状态
8.stop（）：已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程
9.sleep（long millitime）：让当前线程”睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内，当前线程是阻塞状态
10.isAlive（）：判断当前线程是否存活

线程优先级

MAX_PRIORITY:10
MIN_PRIORITY:1
NORM_PRIORITY:5 —->默认优先级

如何获取和设置当前线程的优先级

getPriority（）：获取线程的优先级
setPriority（int p）：设置线程的优先级
说明：高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权。但是从概率上讲，高优先级的线程高概率的情况下被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完以后，低优先级的线程才执行

线程的生命周期

屏幕截图 2022-03-15 173939.jpg

线程的同步

1.多个线程执行的不确定性引起执行结果的不稳定
2.多个线程对账本的共享，会造成操作的不完整性，会破坏数据

处理Runnable的线程安全问题

方式一：同步代代码块

synchronized（同步监视器）{
//需要被同步的代码
}
说明：1.操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码 ———>不能包含代码多了，也不能少了
2.共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据
3.同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁
要求：多个线程必须要共用同一把锁
补：在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器

方式二：同步方法

如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的
总结：
1.同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明
2.非静态的同步方法，同步监视器是：this
静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身

方法三：Lock锁 —->JDK5.0新增

  1. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  3. class Window implements java.lang.Runnable{
  5.     private int ticket = 100;
  7.     //1.实例化
  8.     private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
  9.     @Override
  10.     public void run() {
  11.         while (true) {
  12.             try {
  14.                 //2.调用lock方法
  15.                 lock.lock();
  18.                 if (ticket > 0) {
  20.                     try {
  21.                         Thread.sleep(100);
  22.                     } catch (InterruptedException e) {
  23.                         e.printStackTrace();
  24.                     }
  26.                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":售票，票号为：" + ticket);
  27.                     ticket--;
  29.                 } else {
  30.                     break;
  31.                 }
  33.             } finally {
  35.                 //3.调用解锁方法
  36.                 lock.unlock();
  37.             }
  38.         }
  39.     }
  40. }
  43. public  class LockTest {
  44.     public static void main(String[] args) {
  45.         Window w = new Window();
  47.         Thread t1 = new Thread(w);
  48.         Thread t2 = new Thread(w);
  49.         Thread t3 = new Thread(w);
  51.         t1.setName("窗口1");
  52.         t2.setName("窗口2");
  53.         t3.setName("窗口3");
  55.         t1.start();
  56.         t2.start();
  57.         t3.start();
  58.         }
  59.     }

1.synchronized与Lock的异同
相同：二者都可以解决线程问题
不同：synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器
Lock需要手动的启动同步（Lock()），同时结束也需要手动实现
2.优先使用顺序
Lock —> 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源）—> 同步方法（在方法体之外）

懒汉式解决线程安全

  1. public class Runnable{
  3. }
  5. class Bank {
  7.     private Bank() {
  8.     }
  10.     private static Bank instance = null;
  12.     public static Bank getInstance() {
  14.         //方式一：效率稍差
  15.         synchronized (Bank.class) {
  16.             if (instance == null) {
  17.                 instance = new Bank();
  19.             }
  20.             return instance;
  21.         //方式二：效率稍高
  22.             if(instance == null){
  23.             synchronized (Bank.class) {
  24.             if (instance == null) {
  25.                 instance = new Bank();
  27.             }
  28.             return instance;
  29.             }
  30.         }
  31.     }
  32. }

死锁问题

1.理解

不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁

2.说明

①出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续
②我们使用同步时，要避免死锁

线程通信实例

使用两个线程打印 1-100.线程1，线程2，交替打印

  1. class Number implements java.lang.Runnable{
  3.     private int number = 1;
  5.     @Override
  6.     public void run() {
  8.         while (true){
  10.             synchronized (this) {
  12.                 notify();
  14.                 if (number <= 100){
  16.                     try {
  17.                         Thread.sleep(100);
  18.                     } catch (InterruptedException e) {
  19.                         e.printStackTrace();
  20.                     }
  22.                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
  23.                     number++;
  25.                     try {
  26.               //使得调用如下wait()方法的线程进入阻塞状态
  27.                         wait();
  28.                     } catch (InterruptedException e) {
  29.                         e.printStackTrace();
  30.                     }
  33.                 }else{
  34.                     break;
  35.                 }
  36.             }
  37.         }
  38.     }
  39. }
  41. public class ComunicationTest {
  43.     public static void main(String[] args) {
  44.         Number number = new Number();
  45.         Thread t1 = new Thread(number);
  46.         Thread t2 = new Thread(number);
  48.         t1.setName("线程1");
  49.         t2.setName("线程2");
  51.         t1.start();
  52.         t2.start();
  53.     }
  56. }

涉及到的三个方法：

wait()：一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器
notify()：一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的
notifyAll()：一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程

说明：

1.wait(),notify(),notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中
2.wait(),notify(),notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器，否则会出现异常
3.wait(),notify(),notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。

sleep()和wait()异同

1.相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态
2.不同点：①两个方法的声明位置不同：Thread类中声明sleep()，Object类中声明wait()
②调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。wait()必须使用在同步代码块或同步方法中
③关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁（锁是同步监视器的意思）

消费与生产实例

  1. class Clerk{
  3.     private int productCount = 0;
  5.     //生产产品
  6.     public synchronized void produceProduct() {
  8.         if (productCount < 20){
  9.             productCount++;
  10.             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始生产第"+productCount+"个产品");
  12.             notify();
  14.         }else{
  15.             try {
  16.                 wait();
  17.             } catch (InterruptedException e) {
  18.                 e.printStackTrace();
  19.             }
  20.         }
  22.     }
  24.     //消费产品
  25.     public synchronized void consumeProduct() {
  27.         if (productCount > 0){
  28.             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始消费第" +productCount + "个产品");
  29.             productCount--;
  31.             notify();
  33.         }else {
  35.             try {
  36.                 wait();
  37.             } catch (InterruptedException e) {
  38.                 e.printStackTrace();
  39.             }
  40.         }
  42.     }
  43. }
  45. class Producer extends Thread{//生产者
  47.     private Clerk clerk;
  49.     public Producer(Clerk clerk) {
  50.         this.clerk = clerk;
  51.     }
  53.     @Override
  54.     public void run() {
  55.         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始生产产品。。。");
  57.         while (true){
  59.             try {
  60.                 Thread.sleep(10);
  61.             } catch (InterruptedException e) {
  62.                 e.printStackTrace();
  63.             }
  65.             clerk.produceProduct();
  66.         }
  67.     }
  68. }
  70. class Consumer extends Thread{//消费者
  71.     private Clerk clerk;
  73.     public Consumer(Clerk clerk) {
  74.         this.clerk = clerk;
  75.     }
  77.     @Override
  78.     public void run() {
  79.         System.out.println(getName()+"开始消费产品。。。");
  81.         while (true){
  83.             try {
  84.                 Thread.sleep(20);
  85.             } catch (InterruptedException e) {
  86.                 e.printStackTrace();
  87.             }
  89.             clerk.consumeProduct();
  90.         }
  91.     }
  92. }
  94. public class ProductTest {
  95.     public static void main(String[] args) {
  96.         Clerk clerk = new Clerk();
  98.         Producer p1 = new Producer(clerk);
  99.         p1.setName("生产者1");
  101.         Consumer c1 = new Consumer(clerk);
  102.         c1.setName("消费者1");
  103.         Consumer c2 = new Consumer(clerk);
  104.         c2.setName("消费者2");
  106.         p1.start();
  107.         c1.start();
  108.         c2.start();
  109.     }
  110. }

Callable接口的实现

如何理解实现Callable接口的方法创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大
1.call()可以有返回值的
2.call()可以抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常信息
3.Callable是支持泛型的

  1. import java.util.concurrent.Callable;
  2. import java.util.concurrent.ExecutionException;
  3. import java.util.concurrent.FutureTask;
  5. //1.创建一个实现Callable的实现类
  6. class NumThread implements Callable{
  8.     //2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中
  9.     @Override
  10.     public Object call() throws Exception {
  11.         int sum = 0;
  12.         for (int i = 1;i <= 100;i++){
  13.             if (i % 2 == 0){
  14.                 System.out.println(i);
  15.                 sum += i;
  16.             }
  17.         }
  18.         return sum;
  19.     }
  20. }
  22. public class TreadNew {
  23.     //3.创建Callable接口实现类的对象
  24.     public static void main(String[] args) {
  25.         NumThread numThread = new NumThread();
  27.         //4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象
  28.         FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
  29.         //5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()
  30.         new Thread(futureTask).start();
  32.         try {
  33.             //6.获取Callable中的call方法的返回值
  34.             //get（）返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call（）的返回值
  35.             Object sum = futureTask.get();
  36.             System.out.println("总和为：" + sum);
  37.         } catch (InterruptedException e) {
  38.             e.printStackTrace();
  39.         } catch (ExecutionException e) {
  40.             e.printStackTrace();
  41.         }
  42.     }
  43. }

线程池

优点：

>提高相应速度
>降低资源消耗
>便于线程管理

  1. import java.util.concurrent.ExecutorService;
  2. import java.util.concurrent.Executors;
  5. class NumberThread implements java.lang.Runnable{
  7.     @Override
  8.     public void run() {
  10.         for (int i = 0;i <= 100;i++){
  11.             if (i%2 == 0){
  12.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
  13.             }
  14.         }
  15.     }
  16. }
  18. class NumberThread1 implements java.lang.Runnable{
  20.     @Override
  21.     public void run() {
  23.         for (int i = 0;i <= 100;i++){
  24.             if (i%2 != 0){
  25.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
  26.             }
  27.         }
  28.     }
  29. }
  31. public class ThreadPool {
  32.     public static void main(String[] args) {
  33.         //1.提供指定线程数量的线程池
  34.         ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
  36.         //2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
  37.         service.execute(new NumberThread());//适合适用于Runnable
  38.         service.execute(new NumberThread1());
  39.        // service.submit();//适合适用于Callable
  41.         //3.关闭连接池
  42.         service.shutdown();
  43.     }
  44. }

有四种实现多线程的方法
继承Thread类
实现Runnable类
实现Callable类
线程池