Java学习资料笔记JavaSE：多线程.pptx

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多多线线程程详详解解Java.Thread讲师：

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西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程程简简介介线线程程实现实现（重点（重点）线线程状程状态态线线程同步（重点程同步（重点）目目录录CONTENTS线线程通信程通信问题问题高高级级主主题题版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程程简简介介任务，进程，线程，多线程版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究多任多任务务u现实中太多这样同时做多件事情的例子了，看起来是多个任务都在做，其实本质上我们的大脑在同一时间依旧只做了一件事情。

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西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究多多线线程程原来是一条路，慢慢因为车太多了，道路堵塞，效率极低。

为了提高使用的效率，能够充分利用道路，于是加了多个车道。

从此，妈妈再也不用担心道路堵塞了。

说说你们的多线程例子（生活，游戏，编程）版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究普通方法普通方法调调用和多用和多线线程程主主线线程程主主线线程程执执行行run（）t.run（）调调用用run（）主主线线程程t.start（）调调用用start（）子子线线程程执执行行run（）方法方法多条多条执执行路径，主行路径，主线线程和子程和子线线程程并行交替并行交替执执行行只有主只有主线线程程一条一条执执行路径行路径版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究程序程序.进进程程.线线程程在操作系统中运行的程序就是进程，比如你的QQ，播放器，游戏，IDE等等。

声音字幕图像进程一个进程可以有多个线程，如视频中同时听声音，看图像，看弹幕，等等版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究Process与与Threadu说起进程，就不得不说下程序程序。

程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。

u而进进程程则是执行程序的一次执行过程，它是一个动态的概念。

是系统资源分配的单位u通常在一个进程中可以包含若干个线线程程，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义。

线程是CPU调度和执行的的单位。

注意：

很多多注意：

很多多线线程是模程是模拟拟出来的，真正的多出来的，真正的多线线程是指有多个程是指有多个cpu，即多核，如服，即多核，如服务务器。

如果是模器。

如果是模拟拟出来的多出来的多线线程，即在一个程，即在一个cpu的情况下，在同一个的情况下，在同一个时间时间点，点，cpu只能只能执执行一个代行一个代码码，因，因为为切切换换的很快，所以就有同的很快，所以就有同时执时执行的行的错错局。

局。

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西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究本章核心概本章核心概念念u线程就是独立的执行路径；u在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程；umain（）称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序；u在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能认为的干预的。

u对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制；u线程会带来额外的开销，如cpu调度时间，并发控制开销。

u每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程程创创建建Thread、Runnable、Callable版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究三种三种创创建方建方式式ThreadclassRunnable接口Callable接口继承Thread类（重点）实现Runnable接口（重点）实现Callable接口（了解）版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究Thread学学习习提示：

提示：

查查看看JDK帮助文档帮助文档版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究u自定自定义线义线程程类继类继承承Thread类类u重写重写run（）方法，方法，编编写写线线程程执执行体行体u创创建建线线程程对对象，象，调调用用start（）方法启方法启动线动线程程线程不一定立即执行，CPU安排调度案例案例：

下下载图载图片片第一步第二步第三步版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究实现实现Runnable学学习习提示：

提示：

查查看看JDK帮助文档帮助文档u定定义义MyRunnable类实现类实现Runnable接口接口u实现实现run（）方法，方法，编编写写线线程程执执行体行体u创创建建线线程程对对象，象，调调用用start（）方法启方法启动线动线程程推荐使用推荐使用Runnable对对象，因象，因为为Java单继单继承的局限性承的局限性版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究小小结结u继继承承Thread类类u子子类继类继承承Thread类类具具备备多多线线程能力程能力u启启动线动线程：

子程：

子类对类对象象.start（）u不建不建议议使用：

避免使用：

避免OOP单继单继承局限性承局限性u实现实现Runnable接口接口u实现实现接口接口Runnable具有多具有多线线程能力程能力u启启动线动线程：

程：

传传入目入目标对标对象象+Thread对对象象.start（）u推荐使用：

避免推荐使用：

避免单继单继承局限性，灵活方便，方便同一个承局限性，灵活方便，方便同一个对对象被多个象被多个线线程使用程使用版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究案例案例：

龟龟兔兔赛赛跑跑-Race1.首先来个首先来个赛赛道距离，然后要离道距离，然后要离终终点越来越近点越来越近2.判断比判断比赛赛是否是否结结束束3.打印出打印出胜胜利者利者4.龟龟兔兔赛赛跑开始跑开始5.故事中是故事中是乌龟赢乌龟赢的，兔子需要睡的，兔子需要睡觉觉，所以我，所以我们们来模来模拟拟兔子睡兔子睡觉觉6.终终于，于，乌龟赢乌龟赢得比得比赛赛版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究实现实现Callable接口接口（了了解即可解即可）1.实现实现Callable接口，需要返回接口，需要返回值类值类型型2.重写重写call方法，需要抛出异常方法，需要抛出异常3.创创建目建目标对标对象象4.创创建建执执行服行服务务：

ExecutorServiceser=Executors.newFixedThreadPool

（1）;5.提交提交执执行：

行：

Futureresult1=ser.submit（t1）;6.获获取取结结果：

果：

booleanr1=result1.get（）7.关关闭闭服服务务：

ser.shutdownNow（）;演示：

利用callable改造下载图片案例版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究静静态态代代理理u你：

真你：

真实实角色角色u婚婚庆庆公司：

代理你，帮你公司：

代理你，帮你处处理理结结婚的事婚的事u结结婚：

婚：

实现实现都都实现结实现结婚接口即可婚接口即可演示：

实现静态代理对比Thread版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究Lamda表达表达式式u希腊字母表中排序第十一位的字母，英希腊字母表中排序第十一位的字母，英语语名称名称为为Lambdau避免匿名内部避免匿名内部类类定定义过义过多多u其其实质实质属于函数式属于函数式编编程的概念程的概念（params）-expression表达式（params）-statement语句（params）-statementsnewThread（（）-System.out.println（“多多线线程学程学习习。

”））.start（）;版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究Lamda表达表达式式u为为什么要使用什么要使用lambda表达式表达式u避免匿名内部避免匿名内部类类定定义过义过多多u可以可以让让你的代你的代码码看起来很看起来很简洁简洁u去掉了一堆没有意去掉了一堆没有意义义的代的代码码，只留下核心的，只留下核心的逻辑逻辑。

u也也许许你会你会说说，我看了，我看了Lambda表达式，不但不表达式，不但不觉觉得得简洁简洁，反，反而而觉觉得更乱，看不懂了。

那是因得更乱，看不懂了。

那是因为为我我们还们还没有没有习惯习惯，用的多，用的多了，看了，看习惯习惯了，就好了。

了，就好了。

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西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究Lamda表达表达式式u理解理解FunctionalInterface（函数式接口）是学函数式接口）是学习习Java8lambda表达式的关表达式的关键键所在。

所在。

u函数式接口的定函数式接口的定义义：

u任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口。

任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口。

publicinterfaceRunnablepublicabstractvoidrun（）;u对对于函数式接口，我于函数式接口，我们们可以通可以通过过lambda表达式来表达式来创创建建该该接口的接口的对对象。

象。

演示：

代码推导lambda表达式版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程状程状态态五大状态版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程状程状态态创创建状建状态态就就绪绪状状态态阻塞状阻塞状态态运行状运行状态态启启动线动线程程获获得得CPU资资源源释释放放CPU资资源源死亡状死亡状态态等待用等待用户输户输入入线线程休眠等程休眠等线线程自然程自然执执行完行完毕毕外部干涉外部干涉终终止止线线程程阻塞解除阻塞解除版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程状程状态态new就绪状态运行状态阻塞状态deadThreadt=newThread（）线程对象一旦创建就进入到了新生状态当调用start（）方法，线程立即进入就绪状态，但不意味着立即调度执行进入运行状态，线程才真正执行线程体的代码块当调用sleep，wait或同步锁定时，线程进入阻塞状态，就是代码不往下执行，阻塞事件解除后，重新进入就绪状态，等待cpu调度执行。

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西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线程中断或者结束，一旦进入死亡状态，就不能再次启动调度线线程方程方法法方方法法说说明明setPriority（intnewPriority）更改更改线线程的程的优优先先级级staticvoidsleep（longmillis）在指定的毫秒数内在指定的毫秒数内让让当前正在当前正在执执行的行的线线程休程休眠眠voidjoin（）等待等待该线该线程程终终止止staticvoidyield（）暂暂停当前正在停当前正在执执行的行的线线程程对对象，并象，并执执行其他行其他线线程程voidinterrupt（）中断中断线线程，程，别别用用这这个方式个方式booleanisAlive（）测试线测试线程是否程是否处处于活于活动动状状态态版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究停止停止线线程程u不推荐使用JDK提供的stop（）、destroy（）方法。

【已废弃】u推荐线程自己停止下来u建议使用一个标志位进行终止变量当flag=false，则终止线程运行。

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西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程休程休眠眠usleep（时间）指定当前线程阻塞的毫秒数；usleep存在异常InterruptedException；usleep时间达到后线程进入就绪状态；usleep可以模拟网络延时，倒计时等。

u每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁；演示：

计时版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程礼程礼让让u礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞u将线程从运行状态转为就绪状态u让让cpu重新重新调调度，礼度，礼让让不一定成功！

看不一定成功！

看CPU心情心情版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究JoinuJoin合并线程，待此线程执行完成后，再执行其他线程，其他线程阻塞u可以想象成插队版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程状程状态观态观测测uThread.State版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究查看JDK帮助文档线线程程优优先先级级uJava提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行。

u线程的优先级用数字表示，范围从110.uThread.MIN_PRIORITY=1;uThread.MAX_PRIORITY=10;uThread.NORM_PRIORITY=5;u使用以下方式改变或获取优先级ugetPriority（）.setPriority（intxxx）优先级的设定建议在start（）调度前优先级低只是意味着获得调度的概率低.并不是优先级低就不会被调用了.这都是看CPU的调度版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究守守护护（daemon）线线程程u线程分为用用户线户线程和守守护线护线程程u虚拟机必须确保用户线程执行完毕u虚拟机不用等待守护线程执行完毕u如,后台记录操作日志,监控内存,垃圾回收等待.版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程同程同步步多个线程操作同一个资源版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究并并发发u并发:

同一个同一个对对象象被多个多个线线程程同同时时操作操作上万人同时抢100张票两个银行同时取钱版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程同程同步步u现实生活中,我们会遇到”同一个资源,多个人都想使用”的问题,比如,食堂排队打饭,每个人都想吃饭,最天然的解决办法就是,排队.一个个来.u处理多线程问题时,多个线程访问同一个对象,并且某些线程还想修改这个对象.这时候我们就需要线程同步.线程同步其实就是一种等待机制,多个需要同时访问此对象的线程进入这个对对象的等待池象的等待池形成队列,等待前面线程使用完毕,下一个线程再使用版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究队队列列和和锁锁食堂大妈版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程同程同步步u由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间,在带来方便的同时,也带来了访问冲突问题,为了保证数据在方法中被访问时的正确性,在访问时加入锁锁机制机制synchronized,当一个线程获得对象的排它锁,独占资源,其他线程必须等待,使用后释放锁即可.存在以下问题:

u一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起;u在多线程竞争下,加锁,释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,引起性能问题;u如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置,引起性能问题.版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究同步方同步方法法u由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问,所以我们只需要针对方法提出一套机制,这套机制就是synchronized关键字,它包括两种用法:

synchronized方法和synchronized块.同步方法:

publicsynchronizedvoidmethod（intargs）usynchronized方法控制对“对象”的访问,每个对象对应一把锁,每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行,否则线程会阻塞,方法一旦执行,就独占该锁,直到该方法返回才释放锁,后面被阻塞的线程才能获得这个锁,继续执行缺陷:

若将一个大的方法申明若将一个大的方法申明为为synchronized将会影响效率将会影响效率版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究同步方法弊同步方法弊端端A代码版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究修改B代码只读u方法里面需要修改的内容才需要方法里面需要修改的内容才需要锁锁,锁锁的太多的太多,浪浪费资费资源源同步同步块块u同步块:

synchronized（Obj）版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究uObj称之为同步同步监视监视器器uObj可以是任何对象,但是推荐使用共享资源作为同步监视器u同步方法中无需指定同步监视器,因为同步方法的同步监视器就是this,就是这个对象本身,或者是class反射中讲解u同步监视器的执行过程1.第一个线程访问,锁定同步监视器,执行其中代码.2.第二个线程访问,发现同步监视器被锁定,无法访问.3.第一个线程访问完毕,解锁同步监视器.4.第二个线程访问,发现同步监视器没有锁,然后锁定并访问死死锁锁u多个线程各自占有一些共享资源,并且互相等待其他线程占有的资源才能运行,而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源,都停止执行的情形.某一个同步块同时拥有“两个以上两个以上对对象的象的锁锁”时,就可能会发生“死锁”的问题.版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究死死锁锁避免方避免方法法u产生死锁的四个必要条件：

1.互斥条件：

一个资源每次只能被一个进程使用。

2.请求与保持条件：

一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

3.不剥夺条件:

进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

4.循环等待条件:

若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

上面列出了死锁的四个必要条件，我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究Lock（锁锁）u从JDK5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制通过显式定义同步锁对象来实现同步。

同步锁使用Lock对象充当ujava.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。

锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象uReentrantLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显式加锁、释放锁。

版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究Lock（锁锁）classAprivatefinalReentrantLocklock=newReenTrantLock（）;publicvoidm（）lock.lock（）;try/保保证线证线程安全的代程安全的代码码;finallylock.unlock（）;/如果同步代码有异常，要将unlock（）写入finally语句块版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究synchronized与与Lock的的对对比比uLock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁）synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放uLock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁u使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。

并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）u优先使用顺序：

uLock同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源）同步方法（在方法体之外）版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程程协协作作生产者消费者模式版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程通程通信信u应用场景:

生产者和消费者问题u假设仓库中只能存放一件产品,生产者将生产出来的产品放入仓库,消费者将仓库中产品取走消费.u如果仓库中没有产品,则生产者将产品放入仓库,否则停止生产并等待,直到仓库中的产品被消费者取走为止.u如果仓库中放有产品,则消费者可以将产品取走消费,否则停止消费并等待,直到仓库中再次放入产品为止.版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程通信程通信-分析分析这这是一个是一个线线程同步程同步问题问题,生生产产者和消者和消费费者共享同一个者共享同一个资资源源,并且生并且生产产者和消者和消费费者之者之间间相互依相互依赖赖,互互为为条件条件.u对于生产者,没有生产产品之前,要通知消费者等待.而生产了产品之后,又需要马上通知消费者消费u对于消费者,在消费之后,要通知生产者已经结束消费,需要生产新的产品以供消费.u在生产者消费者问题中,仅有synchronized是不够的usynchronized可阻止并发更新同一个共享资源,实现了同步usynchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递（通信）版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究线线程通程通信信uJava提供了几个方法解决线程之间的通信问题版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究方法名方法名作用作用wait（）表示线程一直等待,直到其他线程通知,与sleep不同,会释放锁wait（longtimeout）指定等待的毫秒数notify（）唤醒一个处于等待状态的线程notifyAll（）唤醒同一个对象上所有调用wait（）方法的线程,优先级别高的线程优先调度注意注意:

均是均是Object类类的方法的方法,都只能在同步方法或者同步代都只能在同步方法或者同步代码块码块中中使用使用,否否则则会抛出异常会抛出异常IllegalMonitorStateException解决方式解决方式1并发协作模型“生产者/消费者模式”-管程法u生产者:

负责生产数据的模块（可能是方法,对象,线程,进程）;u消费者:

负责处理数据的模块（可能是方法,对象,线程,进程）;u缓冲区:

消费者不能直接使用生产者的数据,他们之间有个“缓冲区生生产产者将生者将生产产好的数据放入好的数据放入缓缓冲区冲区,消消费费者从者从缓缓冲区拿出数据冲区拿出数据版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究解决方式解决方式2u并发协作模型“生产者/消费者模式”-信号灯法版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究使用使用线线程程池池u背景：

经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。

u思路：

提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。

可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。

类似生活中的公共交通工具。

u好处：

u提高响应速度（减少了创建新线程的时间）u降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）u便于线程管理（.）ucorePoolSize：

核心池的大小umaximumPoolSize：

最大线程数ukeepAliveTime：

线程没有任务时最多保持多长时间后会终止版权：

西部开源-秦疆禁止售卖，盗版必究使用使用线线程程池池uJDK5.0起提供了线程池相关API：

ExecutorService和ExecutorsuExecutorService：

真正的线程池接口。

常见子类ThreadPoolExecutoruvoidexecute（Runnablecommand）：

执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行RunnableuFuturesubmit（Callabletask）：

执行任务，有返回值，一般又来执行Callableuvoidshutdown（）：

关闭连接池uExecutors：

工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池版权：

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