java 多线程基础

进程和线程

每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。线程是一组指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程，它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。
使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理，程序的运行速度可能加快，在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等，线程就比较有用了。在这种情况下可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。
如果有大量的线程,会影响性能，因为操作系统需要在它们之间切换，更多的线程需要更多的内存空间，线程的中止需要考虑其对程序运行的影响。通常块模型数据是在多个线程间共享的，需要防止线程死锁情况的发生。
总结:进程是所有线程的集合，每一个线程是进程中的一条执行路径。
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多线程应用场景

• 后台发送邮件或者短信
• 文件下载
• 数据库连接池

创建方式

继承Thread类 重写run方法

• MyThread:

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }
}

• 测试接口：

@GetMapping("test-my-thread")
public void testMyThead() {
    MyThread myThread = new MyThread();
    System.out.println("start thread");
    myThread.start();
    System.out.println("end thread");
}

• 测试结果：

  1. start thread
  2. end thread
  3. 循环i

Runnable接口,重写run方法

• Mythread2

public class Mythread2 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }
}

• 测试接口

@GetMapping("test-my-thread2")
public void testMyThead2() {
    Mythread2 mythread2 = new Mythread2();
    System.out.println("start thread");
    new Thread(mythread2).start();
    System.out.println("end thread");
}

• 测试结果：

  1. start thread
  2. end thread
  3. 循环i

使用匿名内部类方式

• 测试接口

@GetMapping("test-my-thread3")
public void testMyThead3() {
    new Thread(() -> {
        System.out.println("start thread");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("i = " + i);
        }
        System.out.println("end thread");
    }).start();
}

• 测试结果：

  1. start thread
  2. end thread
  3. 循环i

常见问题

1. 继承Thread？实现Runnable接口？
   推荐使用实现Runnable接口，因为java是单继承多实现的
2. start方法？run方法？
   start开启线程，等待cpu去执行；run是实例调用

常用API

常用线程构造函数

Thread（） 无参构造

Thread（String name） 指定Thread名称

Thread（Runable r） 参数为Runable

Thread（Runable r, String name） 参数为Runable和Thread名称

Thread关于自身信息的API

setName(String name)/getName() 读写线程名称

isDaemon() 判断该线程是否是守护线程

getId() 获取当前jvm中该线程的唯一标示

isAlive() 判断该线程是否存活，标准是线程已启动但还没有执行完毕

getState() 获取该线程状态，返回值为枚举，包括NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING和TERMINATED

currentThread() 获取当前线程对象

Thread关于执行的API

start() 启动线程

run() 实例方法执行线程代码，并没有启动一个新的线程

join(long millis, int nanos) 保证指定时间以内，在JVM中只有该线程在运行。millis是等待的毫秒数，nanos是微秒数(参数可省)。如果millis填0，则一直等到当前线程执行完毕，JVM才会调度其他线程执行

yield() 当该线程让出CPU，给其他线程一个获取调度的机会，但是不确保一定会调度到其他线程上

sleep(long millis, int nanos) 让该线程在指定时间以内休眠，需要注意的是在休眠过程中该线程不会释放持有的锁。millis是等待的毫秒数，nanos是微秒数(参数可省)

Stop() 停止线程

多线程运行状态

新建状态

当用new操作符创建一个线程时， 例如new Thread(r)，线程还没有开始运行，此时线程处在新建状态。 当一个线程处于新生状态时，程序还没有开始运行线程中的代码

就绪状态

一个新创建的线程并不自动开始运行，要执行线程，必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程，start()方法创建线程运行的系统资源，并调度线程运行run()方法。当start()方法返回后，线程就处于就绪状态。
处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法，线程还必须同其他线程竞争CPU时间，只有获得CPU时间才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中，不可能同时运行多个线程，一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。

运行状态

当线程获得CPU时间后，它才进入运行状态，真正开始执行run()方法.

阻塞状态

线程运行过程中，可能由于各种原因进入阻塞状态:
    1. 线程通过调用sleep方法进入睡眠状态；
    2. 线程调用一个在I/O上被阻塞的操作，即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者；
    3. 线程试图得到一个锁，而该锁正被其他线程持有；
    4. 线程在等待某个触发条件；

死亡状态

有两个原因会导致线程死亡：
1) run方法正常退出而自然死亡，
2) 一个未捕获的异常终止了run方法而使线程猝死。
为了确定线程在当前是否存活着（就是要么是可运行的，要么是被阻塞了），需要使用isAlive方法。如果是可运行或被阻塞，这个方法返回true； 如果线程仍旧是new状态且不是可运行的， 或者线程死亡了，则返回false.