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一、多線程是什么？為什么要用多線程？

介紹多線程之前要介紹線程，介紹線程則離不開進(jìn)程。

首先進(jìn)程：是一個正在執(zhí)行中的程序，每一個進(jìn)程執(zhí)行都有一個執(zhí)行順序，該順序是一個執(zhí)行路徑，或者叫一個控制單元；

線程：就是進(jìn)程中的一個獨立控制單元，線程在控制著進(jìn)程的執(zhí)行。一個進(jìn)程中至少有一個進(jìn)程。

多線程：一個進(jìn)程中不只有一個線程。

為什么要用多線程：

• 為了更好的利用cpu的資源，如果只有一個線程，則第二個任務(wù)必須等到第一個任務(wù)結(jié)束后才能進(jìn)行，如果使用多線程則在主線程執(zhí)行任務(wù)的同時可以執(zhí)行其他任務(wù)，而不需要等待；
• 進(jìn)程之間不能共享數(shù)據(jù)，線程可以；
• 系統(tǒng)創(chuàng)建進(jìn)程需要為該進(jìn)程重新分配系統(tǒng)資源，創(chuàng)建線程代價比較??；
• Java語言內(nèi)置了多線程功能支持，簡化了java多線程編程。

二、線程的生命周期：

新建：從新建一個線程對象到程序start() 這個線程之間的狀態(tài)，都是新建狀態(tài)；

就緒：線程對象調(diào)用start()方法后，就處于就緒狀態(tài)，等到JVM里的線程調(diào)度器的調(diào)度；

運行：就緒狀態(tài)下的線程在獲取CPU資源后就可以執(zhí)行run(),此時的線程便處于運行狀態(tài)，運行狀態(tài)的線程可變?yōu)榫途w、阻塞及死亡三種狀態(tài)。

等待/阻塞/睡眠：在一個線程執(zhí)行了sleep（睡眠）、suspend（掛起）等方法后會失去所占有的資源，從而進(jìn)入阻塞狀態(tài)，在睡眠結(jié)束后可重新進(jìn)入就緒狀態(tài)。

終止：run（）方法完成后或發(fā)生其他終止條件時就會切換到終止?fàn)顟B(tài)。

三、創(chuàng)建線程的方法（還有其他方法）：

1、繼承Thread類：

步驟： 、定義類繼承Thread；

• 復(fù)寫Thread類中的run方法；

目的：將自定義代碼存儲在run方法，讓線程運行

• 調(diào)用線程的start方法：

該方法有兩步：啟動線程，調(diào)用run方法。

2、實現(xiàn)Runnable接口：接口應(yīng)該由那些打算通過某一線程執(zhí)行其實例的類來實現(xiàn)。類必須定義一個稱為run 的無參方法。

實現(xiàn)步驟： 、定義類實現(xiàn)Runnable接口

• 覆蓋Runnable接口中的run方法
  將線程要運行的代碼放在該run方法中。
• 通過Thread類建立線程對象。
• 將Runnable接口的子類對象作為實際參數(shù)傳遞給Thread類的構(gòu)造函數(shù)。
  自定義的run方法所屬的對象是Runnable接口的子類對象。所以要讓線程執(zhí)行指定對象的run方法就要先明確run方法所屬對象
• 調(diào)用Thread類的start方法開啟線程并調(diào)用Runnable接口子類的run方法。

3、通過Callable和Future創(chuàng)建線程：

實現(xiàn)步驟：

• 創(chuàng)建Callable接口的實現(xiàn)類，并實現(xiàn)call()方法，改方法將作為線程執(zhí)行體，且具有返回值。
• 創(chuàng)建Callable實現(xiàn)類的實例，使用FutrueTask類進(jìn)行包裝Callable對象，F(xiàn)utureTask對象封裝了Callable對象的call()方法的返回值
• 使用FutureTask對象作為Thread對象啟動新線程。
• 調(diào)用FutureTask對象的get（）方法獲取子線程執(zhí)行結(jié)束后的返回值。

四、繼承Thread類和實現(xiàn)Runnable接口、實現(xiàn)Callable接口的區(qū)別。

繼承Thread：線程代碼存放在Thread子類run方法中。

• 優(yōu)勢：編寫簡單，可直接用this.getname（）獲取當(dāng)前線程，不必使用Thread.currentThread（）方法。
• 劣勢：已經(jīng)繼承了Thread類，無法再繼承其他類。

實現(xiàn)Runnable：線程代碼存放在接口的子類的run方法中。

• 優(yōu)勢：避免了單繼承的局限性、多個線程可以共享一個target對象，非常適合多線程處理同一份資源的情形。
• 劣勢：比較復(fù)雜、訪問線程必須使用Thread.currentThread（）方法、無返回值。

實現(xiàn)Callable：

• 優(yōu)勢：有返回值、避免了單繼承的局限性、多個線程可以共享一個target對象，非常適合多線程處理同一份資源的情形。
• 劣勢：比較復(fù)雜、訪問線程必須使用Thread.currentThread（）方法建議使用實現(xiàn)接口的方式創(chuàng)建多線程。

五、線程狀態(tài)管理

1、線程睡眠---sleep：

線程睡眠的原因：線程執(zhí)行的太快，或需要強制執(zhí)行到下一個線程。

線程睡眠的方法（兩個）：sleep（long millis）在指定的毫秒數(shù)內(nèi)讓正在執(zhí)行的線程休眠。

sleep（long millis，int nanos）在指定的毫秒數(shù)加指定的納秒數(shù)內(nèi)讓正在執(zhí)行的線程休眠。

線程睡眠的代碼演示：

public class SynTest {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new CountDown(),"倒計時").start();
    }
}
class CountDown implements Runnable{
    int time = 10;
    public void run() {
        while (true) {
            if(time>=0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + time--);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    //睡眠時間為1秒
                }
                catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

每隔一秒則會打印一次，打印結(jié)果為：

倒計時:10
倒計時:9
倒計時:8
倒計時:7
倒計時:6
倒計時:5
倒計時:4
倒計時:3
倒計時:2
倒計時:1
倒計時:0

擴(kuò)展：
Java線程調(diào)度是Java多線程的核心，只有良好的調(diào)度，才能充分發(fā)揮系統(tǒng)的性能，提高程序的執(zhí)行效率。但是不管程序員怎么編寫調(diào)度，只能最大限度的影響線程執(zhí)行的次序，而不能做到精準(zhǔn)控制。因為使用sleep方法之后，線程是進(jìn)入阻塞狀態(tài)的，只有當(dāng)睡眠的時間結(jié)束，才會重新進(jìn)入到就緒狀態(tài)，而就緒狀態(tài)進(jìn)入到運行狀態(tài)，是由系統(tǒng)控制的，我們不可能精準(zhǔn)的去干涉它，所以如果調(diào)用Thread.sleep(1000)使得線程睡眠1秒，可能結(jié)果會大于1秒。

總結(jié)

同步的前提：

1. 必須要有兩個或者兩個以上的線程。
2. 必須是多個線程使用同一個鎖。
3. 必須保證同步中只能有一個線程在運行。
4. 只能同步方法，不能同步變量和類。
5. 不必同步類中所有方法，類可以擁有同步和非同步的方法。
6. 如果一個線程在對象上獲得一個鎖，就沒有任何其他線程可以進(jìn)入（該對象的）類中的任何一個同步方法。
7. 線程睡眠時，它所持的任何鎖都不會釋放。
   • 好處：解決了多線程的安全問題。
   • 弊端：多個線程需要判斷，消耗資源，降低效率。

如何找問題？

1. 明確哪些代碼是多線程運行代碼。
2. 明確共享數(shù)據(jù)。
3. 明確多線程運行代碼中哪些語句是操作共享數(shù)據(jù)的。

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