第四章 多线程

1.1 并发与并行
并发：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。
并行：指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。


1.2 线程与进程
进程：是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多
个进程；进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创
建、运行到消亡的过程。
线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程
中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。
简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程


线程调度:
分时调度
所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。
抢占式调度
优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为
抢占式调度。

1.3 创建线程类

创建多线程程序的第一种方式:创建Thread类的子类
    java.lang.Thread类:是描述线程的类,我们想要实现多线程程序,就必须继承Thread类

    实现步骤:
        1.创建一个Thread类的子类
        2.在Thread类的子类中重写Thread类中的run方法,设置线程任务(开启线程要做什么?)
        3.创建Thread类的子类对象
        4.调用Thread类中的方法start方法,开启新的线程,执行run方法
             void start() 使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。
             结果是两个线程并发地运行；当前线程（main线程）和另一个线程（创建的新线程,执行其 run 方法）。
             多次启动一个线程是非法的。特别是当线程已经结束执行后，不能再重新启动。
    java程序属于抢占式调度,那个线程的优先级高,那个线程优先执行;同一个优先级,随机选择一个执行


1.4Thread类
常用方法：
public String getName() :获取当前线程名称。
获取线程的名称:
        1.使用Thread类中的方法getName()
            String getName() 返回该线程的名称。
        2.可以先获取到当前正在执行的线程,使用线程中的方法getName()获取线程的名称
            static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。
设置线程的名称:(了解)
        1.使用Thread类中的方法setName(名字)
            void setName(String name) 改变线程名称，使之与参数 name 相同。
        2.创建一个带参数的构造方法,参数传递线程的名称;调用父类的带参构造方法,把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字
            Thread(String name) 分配新的 Thread 对象。

public static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停（暂时停止执行）。
    毫秒数结束之后,线程继续执行

1.5创建线程方式二

创建多线程程序的第二种方式:实现Runnable接口
    java.lang.Runnable
        Runnable 接口应该由那些打算通过某一线程执行其实例的类来实现。类必须定义一个称为 run 的无参数方法。
    java.lang.Thread类的构造方法
        Thread(Runnable target) 分配新的 Thread 对象。
        Thread(Runnable target, String name) 分配新的 Thread 对象。

    实现步骤:
        1.创建一个Runnable接口的实现类
        2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
        3.创建一个Runnable接口的实现类对象
        4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
        5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法

1.6 Thread和Runnable的区别
实现Runnable接口创建多线程程序的好处:
        1.避免了单继承的局限性
            一个类只能继承一个类(一个人只能有一个亲爹),类继承了Thread类就不能继承其他的类
            实现了Runnable接口,还可以继承其他的类,实现其他的接口
        2.增强了程序的扩展性,降低了程序的耦合性(解耦)
            实现Runnable接口的方式,把设置线程任务和开启新线程进行了分离(解耦)
            实现类中,重写了run方法:用来设置线程任务
            创建Thread类对象,调用start方法:用来开启新线程

1.7匿名内部类方式实现线程的创建

匿名内部类方式实现线程的创建

    匿名:没有名字
    内部类:写在其他类内部的类

    匿名内部类作用:简化代码
        把子类继承父类,重写父类的方法,创建子类对象合一步完成
        把实现类实现类接口,重写接口中的方法,创建实现类对象合成一步完成
    匿名内部类的最终产物:子类/实现类对象,而这个类没有名字

    格式:
        new 父类/接口(){
            重复父类/接口中的方法
        };


第二章 线程安全

2.1 线程安全

多线程程序，没有访问共享数据，就不会产生问题
多线程程序，访问了共享数据，就会产生问题


2.2线程安全产生的原因

注意：线程安全问题是不能产生的，我们可以让一个线程在访问共享数据的时候，
无论是否失去了cpu的执行权，让其他的线程只能等待，等待当前线程执行完，其他线程在执行
保证使用一个线程在执行

2.3线程同步

当我们使用多个线程访问同一资源的时候，且多个线程中对资源有写的操作，就容易出现线程安全问题。
要解决上述多线程并发访问一个资源的安全性问题:也就是解决重复票与不存在票问题，Java中提供了同步机制
(synchronized)来解决。

解决线程安全问题有三种方式完成同步操作：
1. 同步代码块。
2. 同步方法。
3. 锁机制。
2.4 同步代码块

解决线程安全问题的一种方案:使用同步代码块
    格式:
        synchronized(锁对象){
            可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码)
        }

    注意:
        1.通过代码块中的锁对象,可以使用任意的对象
        2.但是必须保证多个线程使用的锁对象是同一个
        3.锁对象作用:
            把同步代码块锁住,只让一个线程在同步代码块中执行




2.6 同步方法
解决线程安全问题的二种方案:使用同步方法
    使用步骤:
        1.把访问了共享数据的代码抽取出来,放到一个方法中
        2.在方法上添加synchronized修饰符

    格式:定义方法的格式
    修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(参数列表){
        可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码)
    }
原理：
定义一个同步方法
        同步方法也会把方法内部的代码锁住
        只让一个线程执行
        同步方法的锁对象是谁?
        就是实现类对象 new RunnableImpl()
        也是就是this

2.7 静态同步方法

        静态的同步方法
        锁对象是谁?
        不能是this
        this是创建对象之后产生的,静态方法优先于对象
        静态方法的锁对象是本类的class属性-->class文件对象(反射)

2.8Lock锁
解决线程安全问题的三种方案:使用Lock锁
    java.util.concurrent.locks.Lock接口
    Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。
    Lock接口中的方法:
        void lock()获取锁。
        void unlock()  释放锁。
    java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements Lock接口


    使用步骤:
        1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象
        2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁
        3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁

第四章 多线程

1.1 并发与并行
并发：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。
并行：指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。


1.2 线程与进程
进程：是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多
个进程；进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创
建、运行到消亡的过程。
线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程
中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。
简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程


线程调度:
分时调度
所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。
抢占式调度
优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为
抢占式调度。

1.3 创建线程类

创建多线程程序的第一种方式:创建Thread类的子类
    java.lang.Thread类:是描述线程的类,我们想要实现多线程程序,就必须继承Thread类

    实现步骤:
        1.创建一个Thread类的子类
        2.在Thread类的子类中重写Thread类中的run方法,设置线程任务(开启线程要做什么?)
        3.创建Thread类的子类对象
        4.调用Thread类中的方法start方法,开启新的线程,执行run方法
             void start() 使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。
             结果是两个线程并发地运行；当前线程（main线程）和另一个线程（创建的新线程,执行其 run 方法）。
             多次启动一个线程是非法的。特别是当线程已经结束执行后，不能再重新启动。
    java程序属于抢占式调度,那个线程的优先级高,那个线程优先执行;同一个优先级,随机选择一个执行


1.4Thread类
常用方法：
public String getName() :获取当前线程名称。
获取线程的名称:
        1.使用Thread类中的方法getName()
            String getName() 返回该线程的名称。
        2.可以先获取到当前正在执行的线程,使用线程中的方法getName()获取线程的名称
            static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。
设置线程的名称:(了解)
        1.使用Thread类中的方法setName(名字)
            void setName(String name) 改变线程名称，使之与参数 name 相同。
        2.创建一个带参数的构造方法,参数传递线程的名称;调用父类的带参构造方法,把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字
            Thread(String name) 分配新的 Thread 对象。

public static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停（暂时停止执行）。
    毫秒数结束之后,线程继续执行

1.5创建线程方式二

创建多线程程序的第二种方式:实现Runnable接口
    java.lang.Runnable
        Runnable 接口应该由那些打算通过某一线程执行其实例的类来实现。类必须定义一个称为 run 的无参数方法。
    java.lang.Thread类的构造方法
        Thread(Runnable target) 分配新的 Thread 对象。
        Thread(Runnable target, String name) 分配新的 Thread 对象。

    实现步骤:
        1.创建一个Runnable接口的实现类
        2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
        3.创建一个Runnable接口的实现类对象
        4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
        5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法

1.6 Thread和Runnable的区别
实现Runnable接口创建多线程程序的好处:
        1.避免了单继承的局限性
            一个类只能继承一个类(一个人只能有一个亲爹),类继承了Thread类就不能继承其他的类
            实现了Runnable接口,还可以继承其他的类,实现其他的接口
        2.增强了程序的扩展性,降低了程序的耦合性(解耦)
            实现Runnable接口的方式,把设置线程任务和开启新线程进行了分离(解耦)
            实现类中,重写了run方法:用来设置线程任务
            创建Thread类对象,调用start方法:用来开启新线程

1.7匿名内部类方式实现线程的创建

匿名内部类方式实现线程的创建

    匿名:没有名字
    内部类:写在其他类内部的类

    匿名内部类作用:简化代码
        把子类继承父类,重写父类的方法,创建子类对象合一步完成
        把实现类实现类接口,重写接口中的方法,创建实现类对象合成一步完成
    匿名内部类的最终产物:子类/实现类对象,而这个类没有名字

    格式:
        new 父类/接口(){
            重复父类/接口中的方法
        };


第二章 线程安全

2.1 线程安全

多线程程序，没有访问共享数据，就不会产生问题
多线程程序，访问了共享数据，就会产生问题


2.2线程安全产生的原因

注意：线程安全问题是不能产生的，我们可以让一个线程在访问共享数据的时候，
无论是否失去了cpu的执行权，让其他的线程只能等待，等待当前线程执行完，其他线程在执行
保证使用一个线程在执行

2.3线程同步

当我们使用多个线程访问同一资源的时候，且多个线程中对资源有写的操作，就容易出现线程安全问题。
要解决上述多线程并发访问一个资源的安全性问题:也就是解决重复票与不存在票问题，Java中提供了同步机制
(synchronized)来解决。

解决线程安全问题有三种方式完成同步操作：
1. 同步代码块。
2. 同步方法。
3. 锁机制。
2.4 同步代码块

解决线程安全问题的一种方案:使用同步代码块
    格式:
        synchronized(锁对象){
            可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码)
        }

    注意:
        1.通过代码块中的锁对象,可以使用任意的对象
        2.但是必须保证多个线程使用的锁对象是同一个
        3.锁对象作用:
            把同步代码块锁住,只让一个线程在同步代码块中执行




2.6 同步方法
解决线程安全问题的二种方案:使用同步方法
    使用步骤:
        1.把访问了共享数据的代码抽取出来,放到一个方法中
        2.在方法上添加synchronized修饰符

    格式:定义方法的格式
    修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(参数列表){
        可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码)
    }
原理：
定义一个同步方法
        同步方法也会把方法内部的代码锁住
        只让一个线程执行
        同步方法的锁对象是谁?
        就是实现类对象 new RunnableImpl()
        也是就是this

2.7 静态同步方法

        静态的同步方法
        锁对象是谁?
        不能是this
        this是创建对象之后产生的,静态方法优先于对象
        静态方法的锁对象是本类的class属性-->class文件对象(反射)

2.8Lock锁
解决线程安全问题的三种方案:使用Lock锁
    java.util.concurrent.locks.Lock接口
    Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。
    Lock接口中的方法:
        void lock()获取锁。
        void unlock()  释放锁。
    java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements Lock接口


    使用步骤:
        1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象
        2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁
        3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁