共计 5505 个字符,预计需要花费 14 分钟才能阅读完成。
多线程:进程:正在进行中的程序。其实进程就是一个应用程序运行时的内存分配空间。线程:其实就是进程中一个程序执行控制单元,一条执行路径。进程负责的是应用程序的空间的标示。线程负责的是应用程序的执行顺序。
一个进程至少有一个线程在运行,当一个进程中出现多个线程时,就称这个应用程序是多线程应用程序,每个线程在栈区中都有自己的执行空间,自己的方法区、自己的变量。jvm 在启动的时,首先有一个主线程,负责程序的执行,调用的是 main 函数。主线程执行的代码都在 main 方法中。当产生垃圾时,收垃圾的动作,是不需要主线程来完成,因为这样,会出现主线程中的代码执行会停止,会去运行垃圾回收器代码,效率较低,所以由单独一个线程来负责垃圾回收。
随机性的原理:因为 cpu 的快速切换造成,哪个线程获取到了 cpu 的执行权,哪个线程就执行。
返回当前线程的名称:Thread.currentThread().getName()线程的名称是由:Thread- 编号定义的。编号从 0 开始。线程要运行的代码都统一存放在了 run 方法中。
线程要运行必须要通过类中指定的方法开启。start 方法。(启动后,就多了一条执行路径)start 方法:1)、启动了线程;2)、让 jvm 调用了 run 方法。
创建线程的第一种方式:继承 Thread,由子类复写 run 方法。步骤:1,定义类继承 Thread 类;2,目的是复写 run 方法,将要让线程运行的代码都存储到 run 方法中;3,通过创建 Thread 类的子类对象,创建线程对象;4,调用线程的 start 方法,开启线程,并执行 run 方法。
线程状态:被创建:start()运行:具备执行资格,同时具备执行权;冻结:sleep(time),wait()—notify()唤醒;线程释放了执行权,同时释放执行资格;临时阻塞状态:线程具备 cpu 的执行资格,没有 cpu 的执行权;消亡:stop()
创建线程的第二种方式:实现一个接口 Runnable。步骤:1,定义类实现 Runnable 接口。2,覆盖接口中的 run 方法(用于封装线程要运行的代码)。3,通过 Thread 类创建线程对象;4,将实现了 Runnable 接口的子类对象作为实际参数传递给 Thread 类中的构造函数。为什么要传递呢?因为要让线程对象明确要运行的 run 方法所属的对象。5,调用 Thread 对象的 start 方法。开启线程,并运行 Runnable 接口子类中的 run 方法。Ticket t = new Ticket();/* 直接创建 Ticket 对象,并不是创建线程对象。因为创建对象只能通过 new Thread 类,或者 new Thread 类的子类才可以。所以最终想要创建线程。既然没有了 Thread 类的子类,就只能用 Thread 类。*/Thread t1 = new Thread(t); // 创建线程。/* 只要将 t 作为 Thread 类的构造函数的实际参数传入即可完成线程对象和 t 之间的关联为什么要将 t 传给 Thread 类的构造函数呢?其实就是为了明确线程要运行的代码 run 方法。*/t1.start();
为什么要有 Runnable 接口的出现?1:通过继承 Thread 类的方式,可以完成多线程的建立。但是这种方式有一个局限性,如果一个类已经有了自己的父类,就不可以继承 Thread 类,因为 java 单继承的局限性。可是该类中的还有部分代码需要被多个线程同时执行。这时怎么办呢?只有对该类进行额外的功能扩展,java 就提供了一个接口 Runnable。这个接口中定义了 run 方法,其实 run 方法的定义就是为了存储多线程要运行的代码。所以,通常创建线程都用第二种方式。因为实现 Runnable 接口可以避免单继承的局限性。
2:其实是将不同类中需要被多线程执行的代码进行抽取。将多线程要运行的代码的位置单独定义到接口中。为其他类进行功能扩展提供了前提。所以 Thread 类在描述线程时,内部定义的 run 方法,也来自于 Runnable 接口。
实现 Runnable 接口可以避免单继承的局限性。而且,继承 Thread,是可以对 Thread 类中的方法,进行子类复写的。但是不需要做这个复写动作的话,只为定义线程代码存放位置,实现 Runnable 接口更方便一些。所以 Runnable 接口将线程要执行的任务封装成了对象。
// 面试 new Thread(new Runnable(){// 匿名 public void run(){System.out.println(“runnable run”);}}){public void run(){System.out.println(“subthread run”);}
}.start(); // 结果:subthread run
Try {Thread.sleep(10);}catch(InterruptedException e){}// 当刻意让线程稍微停一下,模拟 cpu 切换情况。
多线程安全问题的原因:通过图解:发现一个线程在执行多条语句时,并运算同一个数据时,在执行过程中,其他线程参与进来,并操作了这个数据。导致到了错误数据的产生。
涉及到两个因素:1,多个线程在操作共享数据。2,有多条语句对共享数据进行运算。原因:这多条语句,在某一个时刻被一个线程执行时,还没有执行完,就被其他线程执行了。
解决安全问题的原理:只要将操作共享数据的语句在某一时段让一个线程执行完,在执行过程中,其他线程不能进来执行就可以解决这个问题。
如何进行多句操作共享数据代码的封装呢?java 中提供了一个解决方式:就是同步代码块。格式:synchronized(对象) {// 任意对象都可以。这个对象就是锁。需要被同步的代码;
}
同步:★★★★★好处:解决了线程安全问题。弊端:相对降低性能,因为判断锁需要消耗资源,产生了死锁。
定义同步是有前提的:1,必须要有两个或者两个以上的线程,才需要同步。2,多个线程必须保证使用的是同一个锁。
同步的第二种表现形式:同步函数:其实就是将同步关键字定义在函数上,让函数具备了同步性。
同步函数是用的哪个锁呢?通过验证,函数都有自己所属的对象 this,所以同步函数所使用的锁就是 this 锁。
当同步函数被 static 修饰时,这时的同步用的是哪个锁呢?静态函数在加载时所属于类,这时有可能还没有该类产生的对象,但是该类的字节码文件加载进内存就已经被封装成了对象,这个对象就是该类的字节码文件对象。所以静态加载时,只有一个对象存在,那么静态同步函数就使用的这个对象。这个对象就是 类名.class
同步代码块和同步函数的区别?同步代码块使用的锁可以是任意对象。同步函数使用的锁是 this,静态同步函数的锁是该类的字节码文件对象。
在一个类中只有一个同步,可以使用同步函数。如果有多同步,必须使用同步代码块,来确定不同的锁。所以同步代码块相对灵活一些。
★考点问题:请写一个延迟加载的单例模式?写懒汉式;当出现多线程访问时怎么解决?加同步,解决安全问题;效率高吗?不高;怎样解决?通过双重判断的形式解决。// 懒汉式:延迟加载方式。当多线程访问懒汉式时,因为懒汉式的方法内对共性数据进行多条语句的操作。所以容易出现线程安全问题。为了解决,加入同步机制,解决安全问题。但是却带来了效率降低。为了效率问题,通过双重判断的形式解决。class Single{private static Single s = null;private Single(){}public static Single getInstance(){// 锁是谁?字节码文件对象;if(s == null){synchronized(Single.class){if(s == null)s = new Single();}}return s;}
}
同步死锁:通常只要将同步进行嵌套,就可以看到现象。同步函数中有同步代码块,同步代码块中还有同步函数。
线程间通信:思路:多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作却不一样。1:将资源封装成对象。2:将线程执行的任务 (任务其实就是 run 方法。) 也封装成对象。
等待唤醒机制:涉及的方法:wait: 将同步中的线程处于冻结状态。释放了执行权,释放了资格。同时将线程对象存储到线程池中。notify:唤醒线程池中某一个等待线程。notifyAll: 唤醒的是线程池中的所有线程。
注意:1:这些方法都需要定义在同步中。2:因为这些方法必须要标示所属的锁。你要知道 A 锁上的线程被 wait 了, 那这个线程就相当于处于 A 锁的线程池中,只能 A 锁的 notify 唤醒。3:这三个方法都定义在 Object 类中。为什么操作线程的方法定义在 Object 类中?因为这三个方法都需要定义同步内,并标示所属的同步锁,既然被锁调用,而锁又可以是任意对象,那么能被任意对象调用的方法一定定义在 Object 类中。
wait 和 sleep 区别:分析这两个方法:从执行权和锁上来分析:wait:可以指定时间也可以不指定时间。不指定时间,只能由对应的 notify 或者 notifyAll 来唤醒。sleep:必须指定时间,时间到自动从冻结状态转成运行状态(临时阻塞状态)。wait:线程会释放执行权,而且线程会释放锁。Sleep:线程会释放执行权,但不是不释放锁。
线程的停止:通过 stop 方法就可以停止线程。但是这个方式过时了。停止线程:原理就是:让线程运行的代码结束,也就是结束 run 方法。怎么结束 run 方法?一般 run 方法里肯定定义循环。所以只要结束循环即可。第一种方式:定义循环的结束标记。第二种方式:如果线程处于了冻结状态,是不可能读到标记的,这时就需要通过 Thread 类中的 interrupt 方法,将其冻结状态强制清除。让线程恢复具备执行资格的状态,让线程可以读到标记,并结束。
———< java.lang.Thread >———-interrupt():中断线程。setPriority(int newPriority):更改线程的优先级。getPriority():返回线程的优先级。toString():返回该线程的字符串表示形式,包括线程名称、优先级和线程组。Thread.yield():暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。setDaemon(true):将该线程标记为守护线程或用户线程。将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时,Java 虚拟机退出。该方法必须在启动线程前调用。join:临时加入一个线程的时候可以使用 join 方法。
当 A 线程执行到了 B 线程的 join 方式。A 线程处于冻结状态,释放了执行权,B 开始执行。A 什么时候执行呢?只有当 B 线程运行结束后,A 才从冻结状态恢复运行状态执行。
Lock 接口:多线程在 JDK1.5 版本升级时,推出一个接口 Lock 接口。解决线程安全问题使用同步的形式,(同步代码块,要么同步函数)其实最终使用的都是锁机制。
到了后期版本,直接将锁封装成了对象。线程进入同步就是具备了锁,执行完,离开同步,就是释放了锁。在后期对锁的分析过程中,发现,获取锁,或者释放锁的动作应该是锁这个事物更清楚。所以将这些动作定义在了锁当中,并把锁定义成对象。
所以同步是隐示的锁操作,而 Lock 对象是显示的锁操作,它的出现就替代了同步。
在之前的版本中使用 Object 类中 wait、notify、notifyAll 的方式来完成的。那是因为同步中的锁是任意对象,所以操作锁的等待唤醒的方法都定义在 Object 类中。
而现在锁是指定对象 Lock。所以查找等待唤醒机制方式需要通过 Lock 接口来完成。而 Lock 接口中并没有直接操作等待唤醒的方法,而是将这些方式又单独封装到了一个对象中。这个对象就是 Condition,将 Object 中的三个方法进行单独的封装。并提供了功能一致的方法 await()、signal()、signalAll()体现新版本对象的好处。
< java.util.concurrent.locks > Condition 接口:await()、signal()、signalAll();
class BoundedBuffer {final Lock lock = new ReentrantLock(); final Condition notFull = lock.newCondition(); final Condition notEmpty = lock.newCondition(); final Object[] items = new Object[100]; int putptr, takeptr, count; public void put(Object x) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == items.length)
notFull.await();
items[putptr] = x;
if (++putptr == items.length) putptr = 0;
++count;
notEmpty.signal();
}
finally {
lock.unlock();
}
} public Object take() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == 0)
notEmpty.await();
Object x = items[takeptr];
if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;
–count;
notFull.signal();
return x;
}
finally {
lock.unlock();
}
}
}