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【资料图】
程序、进程和线程的概念
多线程的优点
Thread类关于多线程的创建
Thread类的相关方法
线程的调度
线程的五种状态
线程的同步
总结同步方法
衍生内容————单例设计模式
死锁问题
锁的概念
sleep（）和wait（）的异同
首先要明确几个概念
程序、进程和线程的概念
程序：完成特定任务，用某种特殊的语言编写的一组指令的集合
进程：是执行路径，一个进程同一时间并行或者正在运行的程序
线程：是执行路径，一个进程同一时间并行或者执行多个进程，就是多线程
注：进程中也有可能有多个线程
CPU也分为多核CPU和单核CPU
单核CPU：实际上进行的是某种意义上的假CPU，一个CPU同时做好多事，如果一个没有准备好，就先将该事件挂起，去进行别的，可以用一张图来表示
多核CPU（取决与主频来利用哪个）：多核CPU就相当于多个单核CPU工作
同时也要解释两个词的含义
并行：多个CPU任务一起进行
并发：一个CPU做多个任务
注：并发只是看上去“同时”，但是实际上只是在CPU上进行高速的切换任务，以至于仅仅是看上去是同时，并行才是真正意义上的同时
多线程的优点
1、提高应用程序的响应
2、提高CPU的利用率
3、改善程序结构，每个线程独立运行，互不干扰，便于修改
提到多线程，就不得不提一个特殊的类
Thread类关于多线程的创建
方法一：
1、创建一个继承于Thread类的子类
2、重写Thread类中的run()
3、创建Thread类子类的对象（要在主线程上创建）、
4、通过对象去调用start()
想要创建一个多线程的代码如下
//主函数中的体现为//1、创建了继承Thread的子类//在继承Thread中的表现为public class ExtendsThread extends Thread { @Override //2、此处为标准的对于run()函数重写 //对run()函数的重写就相当于对于这一条线程中你想做的所有任务 public void run() { super.run(); for(int i=0;i<=20;i++) { System.out.println(i); } }}public class ThreadTest { public static void main(String[]args) { //3、创建了继承Thread子类的对象 Thread et=new ExtendsThread(); //4、通过对象调用了start() et.start(); //调用start()之后就开启多线程 }}
此处需要注意的是
1、run方法的重写：将这个线程要执行的所有操作全部都声明在run方法中
2、et.run()也能在主函数中直接调用，也能完整的执行在run方法中的指令，但是不能体现多线程，就仅仅是将指令完成，et.run()就仅仅只是调用方法看
3、不能够让已经start()的线程再去重启线程
4、可以创建多个对于ExtendsThread的对象，此时这个对象可以再次开始start()，相当于多开了一个线程，只不过执行的是相同内容
5、匿名子类与匿名对象同样适用
public class ThreadTest { public static void main(String[]args) { Thread et=new ExtendsThread(); //此处为体现多线程，同时开启两个线程 et.start(); //以下即为匿名子类 //直接开启多线程 new Thread(){ public void run() { super.run(); for(int i=0;i<=10;i++) { System.out.println(i+"#"+i); } } }.start(); }}public class ExtendsThread extends Thread { @Override public void run() { super.run(); for(int i=0;i<=10;i++) { System.out.println(i+"*"+i); } }}
第一次的执行结果
方法二：
1、创建一个实现了Runnable接口的类
2、实现Runnable接口中的抽象方法
3、创建实现类对象
4、将此对象作为参数传至Thread类的构造器，创造Thread类的对象
5、利用Thread()类的对象调用start()
public class RunnalbeThread implements Runnable//1、创建一个实现Runnable的类{ @Override//2、类中重写Runnable的方法，也就是run方法 public void run() { for(int i=1;i<=10;i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i); } }}public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { Thread rt=new Thread(new RunnalbeThread()); //3、创建一个对应类的对象 //4、将这个对象传入到Thread的构造器 rt.start(); //5、用这个对应的Thread对象来继续调用start() rt.setName("线程3"); for(int i=1;i<=10;i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i+"-"+Thread.currentThread().isAlive()); } }}
在这个地方，如果没有创建匿名对象（对于实现Runnable的实现类），一个实现类的对象，可以多次传入到Thread的构造器里面，创造更多的线程
两种方法的比较
继承法（方法一）由于Java的单继承性，导致如果需要继承Thread类的类由原本的一套体系，可能会影响该代码的实现，由此看来，实现接口的方式是更加活泛的，更自由。
实操中优先选择Runnable接口的方式
1、实现的方式没有单继承性的限制
2、实现的方式更适合多个线程共享数据的情况
注：Thread类也实现了Runnable接口
Thread类的相关方法
1、String getName();
返回线程名称
2、void setName(String name);
设置线程名称
public static void main(String[] args) { Thread et = new ExtendsThread(); et.setName("线程--1"); System.out.printf(et.getName());}
运行结果
此处需要注意的是，主线程也是可以命名的，如以下代码
public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { Thread et = new ExtendsThread(); Thread.currentThread().setName("主线程"); System.out.printf(Thread.currentThread().getName()); }}
运行结果如下
3、currentThread()方法
静态方法，返回当前执行此代码的线程（对象）
4、yield()方法
释放当前CPU的执行权
也存在当我们释放完执行权之后，CPU再次将执行权分配给目前线程的情况
5、join()方法
相当于在原本的线程1上，让另一个线程2截断，知道这个线程2执行结束，否则不再进行线程1（在线程1之中调用线程2的join方法）
代码测试如下
public class ExtendsThread extends Thread{ @Override public void run() { super.run(); for(int i=0;i<=10;i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i+"*"+i); } }}public class ExtendsThread2 extends Thread{ public void run() { super.run(); for(int i=0;i<=10;i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i+"#"+i); } }}public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { Thread et = new ExtendsThread(); Thread et2=new ExtendsThread2(); et.start(); et2.start(); et.setName("线程1"); et2.setName("线程2"); Thread.currentThread().setName("主线程"); for(int i=0;i<=20;i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i); if(i%5==0) { try { et2.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }}
测试结果如下
当主线程的i跑到5的时候，此时调用了et.join()和et2.join()此时的主线程已经被挂起了，直到线程1和线程2运行完之后，才会继续主线程的进行。
6、stop()
强制结束线程，可以提前结束线程的生命周期。（不推荐使用stop()结束进程）
public class ExtendsThread extends Thread{ @Override public void run() { super.run(); for(int i=0;i<=10;i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i+"*"+i); if(i==5) { Thread.currentThread().stop(); //此处用stop强制停止了 //当i=5的时候强制停止线程 } } }}public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { Thread et = new ExtendsThread(); Thread et2=new ExtendsThread2(); et.start(); et.setName("线程1"); Thread.currentThread().setName("主线程"); for(int i=1;i<=10;i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i); } }}
测试结果
如图所示，线程1确实只进行到i=5的时候
7、sleep(long millitime)
强制线程进入休眠，单位是毫秒
在指定时间内强制休眠
需要注意的是，对某个线程使用sleep的话，该线程就会进入到挂起状态，在指定时间挂起。相当于主动让出了CPU的执行权。
8、isAlive()
判断当前线程是否存活
举例如下
public class ExtendsThread extends Thread{ @Override public void run() { super.run(); for(int i=0;i<=10;i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i+"-"+Thread.currentThread().isAlive()); } }}public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { Thread et = new ExtendsThread(); Thread et2=new ExtendsThread2(); et.start(); et.setName("线程1"); Thread.currentThread().setName("主线程"); for(int i=1;i<=10;i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i+"-"+Thread.currentThread().isAlive()); } System.out.println(et.isAlive()); }}
结果如下
如图所示，在代码的最后，et所开启的线程已经结束，所以此时打印出来的false
线程的调度
线程的进行主要是看时间片，一般情况下，多个线程都是并发，所以对于CPU的执行权一般是进行抢夺，高优先级的线程优先抢夺CPU的执行权。
说到这里就不得不提到线程的优先等级（这里的优先级都是在线程诞生的时候就是设置好的，默认为5）
>MAX_PRIORITY：10
>MIN_PRIORITY：1
>NORM_PRIORITY：5
也有两个方法是关于线程的优先级
1、getPriority()：返回线程优先级
2、setPriority(int newPriority)：改变线程的优先级
高优先级抢占低优先级的线程的CPU执行权，但是是从概率上而言，高优先级的线程有更大的概率去执行CPU
线程的五种状态
1、新建：当一个Thread类或其子类的声明并创建时，新生线程处于此状态
2、就绪：当线程被start()之后，就会进入队列等待CPU的时间片
3、运行：获得CPU资源，进入运行状态，run定义了线程操作和功能
4、阻塞：在某种情况下，被人为挂起或执行输入输出，让出CPU的执行权
5、死亡：线程完成了全部工作或被提前强制性中止（stop），或者出现异常导致结束，比如join()会使线程被挂起，造成线程阻塞
线程的同步
线程的安全问题（不一定出现线程安全问题）
没有sleep（）出现时，错误的概率小，但是安全问题总是要解决的
有可能会出现极端情况
此时带入一个场景，比如说一个线程代表一个窗口，一个售票窗口，线程每进行一次就挂起一次，会打印票号，但是如果正常进行，票号应该是连号，但是会出现如下情况
代码如下
public class RunnalbeThread implements Runnable{ public static int num=30; public static int tnum=1; @Override public void run() { while(num!=0) { if(num>0) { num--; tnum++; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+tnum); try { Thread.currentThread().sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }}public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { Thread rt3 = new Thread(new RunnalbeThread()); Thread rt2 = new Thread(new RunnalbeThread()); Thread rt = new Thread(new RunnalbeThread()); rt2.start(); rt3.start(); rt.start(); rt3.setName("线程3"); rt.setName("线程1"); rt2.setName("线程2"); }}
代码测试结果如下
很明显的，会出现重号的现象
原因：当某个线程操作票的过程中，尚未完成操作，另一个线程参与进来，也对车票进行操作（相当于是共享数据）
如何解决
加锁
当一个线程在操作共享数据的时候，其他线程不能参与，直到线程a操作结束，其他线程才能开始操作。即使a处于阻塞状态，也不能被改变
方法一：同步代码块
synchronized(同步监视器){
需要被同步的代码}
说明：操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码
同步监视器，俗称锁，可以随意扔一个对象进去
要求：多个线程要共用同一把锁，不能设置多个锁，此时不能使用匿名
缺点：操作同步代码时，仅能有一个线程操作，其他的都在等待，相当于是一个单线程操作过程，相对而言效率会很低
此时会出现一个锁不唯一的问题，由于锁的创建在Thread的子类中，但是使用此方法创造进程需要newThread的子类的对象，此时会new出很多锁，此时最好的解决方案就是把锁进行static
方法展示
public class RunnalbeThread implements Runnable{ public static int num=30; @Override public void run() { while(num!=0) { try { Thread.currentThread().sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (RunnalbeThread.class) { if(num>0) { num--; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+num); } } } }}public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { Thread rt3 = new Thread(new RunnalbeThread()); Thread rt2 = new Thread(new RunnalbeThread()); Thread rt = new Thread(new RunnalbeThread()); rt2.start(); rt3.start(); rt.start(); rt3.setName("线程3"); rt.setName("线程1"); rt2.setName("线程2"); }}
代码中，把对于所有共享数据的操作全部都包起来了，达到监视的作用
结果如下
还有一个需要注意的点就是如果是用接口实现的方法创建的线程，可以考虑使用this的，之所以继承法不能使用，是因为其依靠创造他本身的对象来创造线程，但是实现类只创造一个对象，其他对象都是利用Thread进行创造的。
但是我的代码中，监视器之后的锁就不能使用this，因为在主函数中，我用的创建方法并不是一个对象传入到Thread的构造器中，我使用了匿名对象，如果使用this，每一次的锁都是不一样的锁，无法起到监视作用了
同时，在我的代码中，使用了synchronized (类名.class)这种方式，在这里需要注意的是，类本身也是一个对象，类仅加载一次，与每次new完之后出现的新对象不同。所以在我看来，类是一个完美的锁，不会出现重复的现象。
也需要注意对于同步代码的包装。要注意包装的范围，少包不能解决安全问题，包多了会影响效率，而且也容易出现新的问题。
方式二：
1、同步方法实现Runnable接口
synchronized可以修饰方法，但是需要符合题意，一般情况下不建议使用
在同步方法的内部，就和使用synchronized包起来是一个效果
使用同步方法时，同步监视器就是this
2、同步方法继承Thread类的方法
对于继承法而言，很明显不能直接加synchronized，加了synchronized之后，会自动使用this作为监视器，很显然不行，此时应该将方法改成静态
总结同步方法
1、仍涉及同步监视器，只是不需要显式声明
2、非静态的同步方法是this，静态方法的监视器视为当前类本身
衍生内容————单例设计模式
1、懒汉式（线程安全）
先来分析一下，在原本对于懒汉式的代码中，线程安全可能会出现的部位
public class Bank { private Bank(){} private static Bank instance=null; public static Bank getInstance() { if(instance==null) { instance=new Bank(); } //在此段就容易出现堵塞或者就绪，当多线程在此处参与时，设线程a、线程b //a判断了instance==null，已经进入了语句，此时CPU将执行权切换给了b或 //a由于某种原因阻塞了，那么此时可能就不仅仅创建了一个对象 return instance; }}//而在关于单例式操作，同时满足有多个线程，有共享数据这两个条件，可以实现线程安全
本质上就是线程a、b抢锁，谁先抢到就谁先造
如果想用同步方法，在本例中就可以直接将getInstance这个方法直接使用synchronized直接修饰，就可以解决线程安全问题
如果想使用同步代码块，就可以使用synchronized将getInstance这个方法中的内容直接包裹，并且利用Bank.class对代码进行监视（效率差）
同步代码块——方法一
public class Bank { private Bank(){} private static Bank instance=null; public static Bank getInstance() { if(instance==null) { synchronized(Bank.class) { instance=new Bank(); } } return instance; }}
同步代码块——方法二
public class Bank { private Bank(){} private static Bank instance=null; public static Bank getInstance() { synchronized(Bank.class) { if(instance==null) { instance=new Bank(); } } return instance; }}
两个方法在使用上的区别不大，都可以正常使用，但是实际上方法一的效率更高
假设现在有线程1和线程2，当线程1率先抢到CPU控制权，先制造了对象，线程2在方法二中仍停留在synchronized语句上等待，一直到线程1制造完对象，线程2才能够进入if，判断失败之后离开该方法，但是在方法一中，线程2先进入判断，如果1已经造完对象了，那么线程2就会直接离开。线程2就不会再进入等待区。
死锁问题
不同的线程分别占用了对象所需资源不放，都在等对方放弃，形成死锁
>不出现异常，不出现提示，所有的线程阻塞，不再进行
使用同步的时候，一定要避免死锁问题出现
锁的概念
Lock实际上就是一个接口，需要有实现类
Lock接口的具体使用，主要是对其实现类：Reentrantlock的使用
Reentrantlock
这个类有两个构造器，有一个形参fair
如果fair是true，就遵循先入先出，按照abc顺序开锁
如果fair是false或者没有参数，那么就是abc抢锁，谁先抢到谁先开
1、实例化Reentrantlock
2、将同步代码放到try中，在try首行调用Reentrantlock的对象调用Lock（），也可以调用解锁，try-finally，其中不使用catch，只是想让finally无论如果先给Lock解锁，即使try过程有异常，也会给Lock解锁
（其实本质上也就是上锁，只不过Lock需要手动开锁，但是synchronized不需要，synchronized自动就会开锁）
synchronized和Lock的异同
synchronized机制在执行完同步代码块后自动释放同步监视器
Lock需要手动开锁，不然会一直锁定一个线程不放
基本都会使用synchronized，但是实际上更建议使用Lock
sleep（）和wait（）的异同
相同：都可以使当前线程进入阻塞
不同：
1、两个方法声明位置不同，Thread类中声明sleep（），Object类中声明wait（）
2、调用范围不同，sleep（）在任何场景都能调用，wait（）必须使用在同步方法或者同步代码块中
3、关于是否释放同步监视器，如果二者都在同步中，sleep（）不释放锁，但是wait（）会释放锁
