3.9 Java之多线程
程序，进程与线程
- 程序运行到内存中（去加载），程序转化为进程
- 静态的为程序，动态为进程
- 进程细分，不同执行路径为线程
- OS多进程
- 垃圾回收为守护线程（不在程序中显示显现，后台运行，一直存在）
创建线程
法一
- JVM允许应用程序在执行过程中并发地创建多个线程
- 以往程序只有主线程（主方法里执行的线程，仅看前台，不考虑守护线程）
- 单核CPU同一时间只能执行一个命令（执行一个线程），高主频切换任务，似并行执行
- run方法与start方法不等效，run方法还是主线程中的对象调方法，没有启动线程
而start方法既启动线程，又调用run方法 - 线程start后不能再start，原因见下图
- 线程的状态（不为0，表示被启动）
法二
实现接口，重写run方法，有必要的加上类属性
- 传入实现接口的类，多态的应用
- 创建一个实现接口类对象，创建多个Thread类对象（共享一个实现了接口的类对象）
- 启动线程的说明：
- target是Thread类的属性，Thread类的run方法实质执行target的run方法
- target在构造器中被实例化，即执行传入形参的run方法
两种方法比较
- 实现更好，避免了只能单继承，因为接口可多实现
- 此外，对于操作同一份资源，实现方式更好
- 两者联系：runnable接口是和线程相关的接口，实现方式直面接口，而继承方式间接面对接口（通过Thread类）
线程常用方法
- target是个runnable(接口)，Thread的run方法无实质执行内容
- yield方法显式地强制释放当前CPU的执行权，重新争抢，有可能继续原本线程或其他线程抢到CPU
- join方法使得只有子线程执行完，主线程才接着执行，要异常处理
- alive判断线程是否存活
- 处理异常只能用try/catch方式，不能用throws，因为Thread声明时没抛出异常，作为其子类，根据重写规则，也不能throws
线程的调度
- 分为时间片（先来后到），抢占式（优先级）两种
- 优先级高只能确保抢到CPU概率大，不等于先后
- 抢占式设置优先级，优先级从1到10，默认为5
多线程练习
- 不同任务即对应不同线程类子类的run方法
- 关注匿名类的简写
匿名类对象（继承Thread类）
- 创建继承于Thread类的匿名类对象，括号内重写run方法
窗口售票问题
继承方式
多窗口–》多线程–》多对象
- 涉及到对象的成员变量（属性）
- static声明变量，称为类变量或类属性，使得所有对象共用该属性
- 类变量缺点在于生命周期长，回收类时才会从内存中回收类变量
- 通过实现方式创建线程，不需要声明static变量
- CPU分配资源，执行run方法
- 顺序非依次输出的解释：先抢到值，后输出
实现接口方式
- 创建一个实现接口类的对象（w），创建多个Thread类对象（共享一个实现了接口的类对象w）
- 只需创建一个票数对应的对象（w），多个线程共享票数
- 实现接口的方式适合存在共享数据的问题
多线程优点
- 省去切换时间使得单线程效率更高
- 多线程开启，CPU切换运行
- JVM的后台垃圾回收线程为守护线程
- 当不存在前台用户线程，守护线程也退出，不执行相应任务，则JVM退出
多线程的生命周期
- start表明可以执行，等待分配到资源后，才会真正执行
- 阻塞完毕后，先到达就绪状态，去争抢CPU资源，抢占后才能执行
- suspend挂起当前线程
线程的同步机制(安全机制)
线程安全问题实例
- 出现-1票，因为ticket为1，大于0，进入了if语句，然后sleep方法使得阻塞，没有立刻打印，其他线程趁机执行，也同上过程，最后打印时出问题了（大家都通过了if语句，但ticket不够减了）
- 总之，未连贯完成对共享数据操作的锅
同步代码块
实现接口方式改写
- 抽象的方法没有抛出异常，所以重写的方法也不能抛出异常，所以用try/catch处理
- 同步方法有同步监视器，理解为两种状态（上锁，不上锁）
- 同步监视器选取的对象可任意（但要求不同线程对应同一对象）
- 同步方法把操作共享数据的方法封装，多个线程要想执行该代码块内容，需要取得同步监视器（锁），线程进行争抢锁，一线程抢到后，待到封装的语句块全部执行完毕，锁恢复争抢状态
- 三个线程共用一个锁
- 同步代码块的内容不要多，也不要少，比如不能把while循环包括在内
- 使用this：当前对象，即W（启动线程，执行target的run方法，而target为实现runnable的类对象），W只有一个，所以可以使用
继承方式改写
- 不能用this，因为不代表同一对象，同理Object对象也要static
子线程执行run方法，功能封装到run方法中，子线程调用对应run方法执行
同步方法
- 同步方法同一时间只能有一个线程执行
- 同步方法是当前对象调用，所以其锁为当前对象，不同于同步代码块，同步方法未显式地指明锁
实现接口方式改写
- 将操作共享数据的代码封装为show方法，修饰为同步方法，从而保证线程安全
继承方式改写（同步方法不可用）
- 使用同步方法，不能保证线程安全，由于同步方法的锁this指当前对象，而当前对象具有多个，没有共用同一把锁
- 只能用同步代码块方式
互斥锁
懒汉式线程安全问题
- 提供公用静态方法访问，返回实例
- 使用==判断是否为同一对象
- 若不加入线程安全处理，则线程A创建对象，sleep，最后返回首地址，a线程B趁着sleep时，再次创建对象，之前的对象不存在了，因为instance重新赋值，创建了新对象了，应该只创建一次，同样返回首地址值，比较，此时不相等
- instance作为共享数据
- 静态方法里无this，改用XXX.class，返回Class类的对象（反射机制）
- 因为同步代码块内相当于执行单线程，降低效率
- 改进方法：添加if语句，当有人进门了，直接宣布有人，不用等都处理完了，再说明有人
锁的机制
释放锁操作
- 当前线程的同步方法、同步代码块执行结束
- 当前线程在同步代码块、同步方法中遇到break、return终止了该代码块、该方法的继续执行。
- 当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或Exception，导致异常结束
- 当前线程在同步代码块、同步方法中执行了线程对象的wait()方法，当前线程暂停，并释放锁。
不会释放锁操作
- 线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()方法暂停当前线程的执行
- 线程执行同步代码块时，其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程挂起，该线程不会释放锁（同步监视器）。
- 应尽量避免使用suspend()和resume()来控制线程
- 重点：wait方法会释放锁，sleep方法不会释放锁
线程同步练习
实现接口方式
继承方式
- 多用户：多线程，而用户具有account属性，多个用户共用一个账户，进一步地指账户的余额（balance）
- sleep是为了让线程安全问题更明显，可省略
- 共享数据为account，进一步地为balance（抓住本质，操作共享数据的代码块为deposit方法）
- 保证账户公用，指向一个堆空间实体
- this在该deposit方法中是account对象，而account公用，所以可以用同步方法（默认this），可知继承方式也可考虑用同步方法（this使用得当）