Java小白进阶笔记(7)-多线程

2021-11-06 08:50:09

Java的多线程基础学完了！
还是看的偏头痛杨大哥的博客：
10.偏头痛杨的Java入门教学系列之初级多线程篇

记一下学习笔记，最后是偏头痛杨留下的作业，我的一种解答。

线程与进程

线程与进程是包含关系。一个进程至少包含一个线程，至多可以包含n个线程，一个线程必须从属于一个进程。

线程(Thread)

单线程是一条逻辑执行流，从上到下执行，遇到阻塞就会停止。
多线程是以资源（内存，CPU）换时间，如果服务端的内存和CPU使用率低，那使用多线程可以提高效率。
线程是进程的基本单位
当进程被初始化后，主线程就被创建了。
线程可以拥有自己的堆栈、计数器、局部变量，但不用有系统资源，同一进程下的多个线程共享该进程所拥有的全部资源。
线程的执行是抢占式的，相同进程下的多个线程可以并发执行并相互通信方便，线程之间共享内存。
多线程的使用有效提高了CPU的利用率从而提升了运行效率。

进程(Process)

进程是操作系统中独立存在的实体，拥有独立的系统资源（内存，私有地址空间）
在没有允许的情况下，两个进程不可以直接通讯。
进程之间不共享内存，通信较困难。
进程是程序的一种动态形式，是cpu，内存等资源占用的基本单位，而线程不能独立的占有这些资源。

线程的概念

线程的创建与启动

有三种方式创建&&启动线程：Runnable，Callable，Thread
在执行main()的时候，main()本身会启动一个main线程，也叫主线程，这与我们自己新建的线程不同（如没有run()方法）。

线程的状态和生命周期

在JDK1.5之后Thread类有6种状态：NEW,RUNNABLE,BLOCKED,WAITING,TIMED_WAITING,TERMINATED.

线程的控制

join加入

“插队”，在Thread类种提供了join()方法来实现。当在某个线程中(如在某个线程的run()方法中或者main的方法体中)调用其他线程的join()方法时，调用的线程将被阻塞，直到被join()方法加入的线程执行完之后它才会继续执行。
我们可以将大问题分解程许多个小问题，再为每个小问题分配一个线程，当所有的小问题都完成之后，再调用主线程接着往下走。

sleep休眠

Thread.sleep()让执行的线程暂停若干毫秒，进入等待状态，时间到了自动恢复。
在休眠时间范围内即使当前没有任何可执行线程，休眠中的线程也不会被执行。
sleep()不释放对象锁，如果当前线程持有synchronized锁并sleep()，则其他线程仍不能访问。

yield让步

Thread.yield()使当前线程放弃CPU调度，但不是使线程阻塞&等待，线程仍处于可执行状态，随时可能再次获得CPU调度。
相当于当前线程已经执行了足够的时间从而转到另一个线程。
也有可能出现刚调用完Thread.yield()放弃CPU调度，当前线程立刻又获得CPU调度。

Priority优先级

优先级高的具有较多的执行机会，优先级低的线程具有较少的执行机会。这只是概率的大小，并不严格的先后执行
每个线程的默认优先级与创建它的父线程的优先级相同。优先级范围：1-10。
一般用Thread.MAX_PRIORITY等。

daemon后台&守护线程

后台线程是指在后台运行的线程，为其他线程提供服务，比如JVM的GC。
如果前台线程全部死亡，那后台线程自动死亡。
前台线程创建的子线程默认为前台线程，后台线程创建的子线程默认为后台线程。
把某线程设置为后台线程的操作必须在线程启动之前，否则会报错。

线程的同步

线程安全问题

由多个线程同时处理共享资源所导致的
比如买票卖出-1张的情况

同步代码块

为了解决线程安全问题，Java提供了同步机制，当多个线程使用同一种共享资源时，可以将处理的共享资源的代码放在synchronized代码块中，这个代码块就是同步代码块。
同步代码块的锁对象可以是任意类型的对象，但多个线程共享的锁对象必须是唯一的。
锁对象的创建不能放到run()方法中，否则每次都会产生新的对象，每个线程都有一个不同的锁，不能达到同步效果。
synchronized锁和Lock锁:详细看偏头痛杨原文。

线程的通信

线程组&&线程池

略（以后学明白了再补充）

作业

使用3个线程，要求三个线程顺序执行，不允许使用sleep()强制让线程有顺序。
线程A输出1、2、3，
线程B输出4、5、6，
线程C输出7、8、9，
线程A输出10、11、12，
线程B输出13、14、15，
以此类推，一直输出到1000为止。

我的解答：

package thread_package;

public class ThreadHomeWork2 {
    public static void main(String [] args) {
        Num num = new Num();
        SynchronizedThread r = new SynchronizedThread(num);
        
        
        while(num.cnt<20) {
            new Thread(r).start();
            new Thread(r).start();
            new Thread(r).start();
            
        }
    }
}

class Num{
    String flag = "A";
    int cnt = 1;
}


class SynchronizedThread implements Runnable{
    Num num;
    public SynchronizedThread(Num num) {
        this.num = num;
    }
    public void run() {
        synchronized(num) {
            for(int i=0;i<3;i++) {
                if(num.cnt <=20) {
                    System.out.println("线程:"+num.flag+" "+num.cnt++);
                }
                else {
                    break;
                }
            }
            if("A".equals(num.flag)) {
                num.flag = "B";
            }
            else if("B".equals(num.flag)) {
                num.flag = "C";
            }
            else {
                num.flag = "A";
            }
        }
    }
}

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