多线程
多线程
1、什么是进程?什么是线程? 进程是一个应用程序(1个进程是一个软件) 线程是一个进程中的执行场景/执行单元 一个进程可以启动多个线程。
2、对于Java程序来说,当在Dos命令窗口中输入: 会先启动JVM,而JVM就是一个进程。 JVM再启动一个主线程mian方法, 同时再启动一个垃圾回收线程负责看护,回收垃圾。 最起码,现在的Java程序中至少有两个线程并发:
3、进程和线程是什么关系? 进程可以看作是现实生活中的公司, 线程可以看作是公司当中的某个员工。
注意:
进程A和进程B的内存独立不共享。
线程A和线程B之间,堆内存和方法区内存共享。但是栈内存独立,一个线程一个栈。
假设启动10个线程,会有10个栈空间,每个栈和每个栈之间,
互不干扰,各自执行各自的,这就是多线程并发。
火车站可以看作是一个进程。
火车站中的每一个售票窗口可以看作是一个线程。
我在窗口1购票,你在窗口2购票,你不需要等我,我也不需要等你,
所以多线程并发可以提高效率。
Java中之所以有多线程机制,目的就是为了提高程序的处理效率。
4、Java语言中,实现线程的两种方式: (Java支持多线程机制。并且Java已经将多线程实现了,我们只需要继承就行了) 第一种方式:编写一个类,直接继承java.lang.Thread,重写run方法。 //定义线程类 public class MyThread extends Thread{ public void run(){ } } //创建线程对象 MyThread t = new MyThread(); //启动线程 t.start();
第二种方式:编写一个类,实现java.lang.Runnable接口,实现run方法。
//定义一个可运行的类
public class MyRunnable implements Runnnable{
public void run(){
}
}
//创建线程对象
Thread t = new Thread(new MyRunnable());
//启动线程
t.start();
注意:
run()方法中的异常只能try catch,不能throws抛出,因为子类重写方法不能比父类抛出更多的异常。
第二种方式是实现接口比较常用,因为一个类实现了接口,它还可以去继承其它的类,更灵活。
5、关于线程对象的生命周期? 新建状态 就绪状态 运行状态 阻塞状态 死亡状态
6、线程中的方法: 1、获取当前线程对象 ---> Thread.currentThread(); (这是一个静态方法) 2、获取线程对象的名字 ---> String name = 线程对象.getName(); 3、修改线程对象的名字 ---> 线程对象.setName("线程名字"); 4、static void sleep(long millis) (1)静态方法 (2)参数是毫秒 (3)作用:让当前线程进入休眠,进入“阻塞状态”,放弃占用CPU时间片, 让给其它线程使用。 这行代码出现在A线程中,A线程就会进入休眠 这行代码出现在B线程中,B线程就会进入休眠 5、Thread.sleep()方法,可以做到这种效果: 间隔特定的时间,去执行一段代码,每隔多久执行一次。
(重点) 7、什么时候数据在多线程并发的环境下会存在问题? 三个条件: 条件1:多线程并发 条件2:有共享数据 条件3:共享数据有修改行为
满足以上三个条件之后,就会存在线程安全问题。
7.1、怎么解决线程安全问题? 当多线程并发的环境下,有共享数据,并且这个数据还会被修改,此时就存在线程安全问题,解决方法: 线程排队执行。(不能并发) 用排队执行解决线程安全问题。 这种机制被称为:线程同步机制。
线程同步就是线程排队了,线程排队会牺牲一部分效率。
7.2、两个专业术语:
异步编程模型:
线程t1和线程t2,各自执行各自的,t1不管t2,t2不管t1,
谁也不需要等谁,这种编程模型叫做:异步编程模型。
其实就是:多线程并发(效率高)。
同步编程模型:
线程t1和线程t2,在线程t1执行的时候,必须等待t2线程执行结束,
或者说在t2线程执行的时候,必须等待t1线程执行结束,两个线程
之间发生了等待关系,这就是同步编程模型。
效率较低。线程排队执行。(同步就是排队)
7.3、Java中有三大变量 实例变量:在堆中。 静态变量:在方法区。 局部变量:在栈中。
以上三大变量中:
局部变量永远都不会存在线程安全问题。
因为局部变量不共享。(一个线程一个栈)
局部变量在栈中。所以局部变量永远不会共享。
实例变量在堆中,堆只有一个。
静态变量在方法区中,方法区只有一个。
堆和方法区都是多线程共享的,所以有可能存在线程安全问题。
注意:public synchronized void withdraw(double money){}
synchronized 可以出现在实例方法上,一定锁的是this。
所以这种方式不灵活。
另外还有一个缺点:synchronized出现在实例方法上,
表示整个方法体都需要同步,可能会无故扩大同步的
范围,导致程序的执行效率降低,所以这种方式不常用。
synchronized使用在实例方法上有什么优点?
代码写的少了,节俭了。
如果共享的对象是this,并且需要同步的代码块就是整个方法体,
建议使用这种方式。
7.4、如果使用局部变量的话: 建议使用:StringBuilder。 因为局部变量不存在线程安全问题。选择StringBuilder。 StringBuffer效率较低。
ArrayList是非线程安全的。
Vector是线程安全的。
HashMap HashSet是非线程安全的。
Hashtable是线程安全的。
7.5、总结: synchronized有三种写法:
第一种:同步代码块
灵活
synchronized(线程共享对象){
同步代码块;
}
第二种:在实例方法上使用synchronized
表示共享对象一定是this
并且同步代码块是整个方法体。
第三种:在静态方法上使用synchronized
表示找类锁。
类锁永远只有1把。
就算创建了100个对象,那类锁也只有一把。
对象锁:1个对象1把锁,100个对象100把锁。
类锁:100个对象,也可能只是1把类锁。
8、以后开发中应该怎么解决线程安全问题?
不建议一上来就使用synchronized,因为synchronized会让程序的执行效率降低,用户体验不好。
系统的用户吞吐量降低,用户体验差。在不得已的情况下再选择线程同步机制。
第一种方案:尽量使用局部变量代替“实例变量和静态变量”。
第二种方案:如果必须是实例变量,那么可以考虑创建多个对象,这样实例变量的内存就不会共享了。
(一个线程对应一个对象,100个线程对应100个对象,对象不共享,就没有数据安全问题了。)
第三种方案:如果不能使用局部变量,对象也不能创建多个,这个时候就只能选择synchronized。线程同步机制。
9、守护线程 9.1、 Java语言中线程分为两大类: 一类是:用户线程 一类是:守护线程(后台线程) 其中具有代表性的就是:垃圾回收线程(守护线程)
守护线程的特点:
一般守护线程是一个死循环,所有的用户线程只要结束,
守护线程自动结束。
注意:主线程main方法是一个用户线程。
守护线程用在什么地方呢?
每天00:00的时候系统数据自动备份。
这个需要使用到定时器,并且我们可以将定时器设置为守护线程。
一直在那里看着,每到00:00的时候就备份一次。所有的用户线程
如果结束了,守护线程自动退出,没有必要进行数据备份了。
10、定时器 Timer timer = new Timer();
11、实现线程的第三种方式:FutureTask方式,实现Callable接口。(ThreadTest08)
12、关于Object类中的wait和notify方法。(生产者和消费者模式)
第一:wait和notify方法不是线程对象的方法,是Java中任何一个Java对象都有的方法,
因为两个方法是Object类中自带的。
第二:wait()方法作用?
Object o = new Object();
o.wait();
表示:
让正在对象o上活动的线程进入等待状态,无期限等待,直到被唤醒为止。
o.wait();方法的调用,会让“当前线程”进入等待状态。
第三:notify()方法作用?
Object o = new Object();
o.notify();
表示:
唤醒正在对象o上等待的线程。
还有一个notifyAll()方法:
这个方法是唤醒对象o上处于等待状态的所有线程。
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