小伙伴晚上好，今天有看到一句话跟小伙伴们分享一下：理想的热情是有棱角的，而工作的琐碎却一直在磨平这些棱角。这句话每个人的理解都不一样，共同点就是emmm容易引起共鸣吧。 OK，今天给大家带来的是Java当中，多线程的一些基础内容的总结。（有需要改正的地方，欢迎大家在评论区直接提出来哦）

一、基本概念

1.程序：指为完成特定任务编写的一组指令的集合。

2.进程：程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：自身的产生–存在–消亡—生命周期。

3.线程：指程序内部的一条执行路径；若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的（多个线程共享内存区域的方法区和堆）；线程是调度和执行的最小单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器（pc)。

4.并行和并发：

并行：多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事。

并发：一个CPU（采用时间片）同时执行多个任务。比如：秒杀。

1.多线程的优点：

1.提高应用程序的响应。

2.提高计算机系统CPU的利用率

3.改善程序结构。将即长又复杂的进程分为多个线程；独立运行，利于理解和修改。

2.何时需要多线程

1.程序需要同时执行两个或多个任务。

2.程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写、网络操作、搜索等。

3.需要一些后台运行的程序时。

二、线程的创建和使用

通过java.lang.Thread类实现

1.多线程的创建方式一：

继承于Thread类（步骤）：

1.创建一个继承于Thread类和子类。

2.重写Thread类的run()---->将此线程执行的操作声明在run方法中。

3.创建Thread类的子类的对象。

4.通过此对象调用start()。

例子：遍历100以内的所有偶数

package com.TestThread.java;

// 1.创建一个继承于Thread类和子类

class MyThread extends Thread{

// 2.重写Thread类的run()---->将此线程执行的操作声明在run方法中

@Override

public void run() {

for (int i = 0;i<100;i++){

if(i%2 == 0){

System.out.println(i);

}

}

}

}

public class ThreadTest {

public static void main(String[] args) {

// 3.创建Thread类的子类的对象

MyThread t1= new MyThread();

// 4.通过此对象调用start()

t1.start();//

}

}

start的作用：

1.启动当前线程。

2.调用当前线程的run()。

Thread类的api

void start():启动线程，并执行对象的run()方法

run():线程在被调度时执行的操作

String getName():返回线程的名称

void setName(String name):设置该线程名称

static Thread currentThread():返回当前线程。在Thread子类中就是this，通常用于主线程和Runnable实现类

static void yield():线程让步

1.暂停当前正在执行的线程，把执行机会让给优先级相同或更高的线程

2.若队列中没有相同优先级，忽略此方法

join():当某个程序执行流中调用其他线程的join()方法时，调用线程将被阻塞，直到join()方法加入的join线程执行完为止

static void sleep(long mills):一旦执行使得线程进入阻塞状态。sleep()不会释放锁。

Java的调度：同优先级线程组成先进先出队列（先到先服务），使用时间片策略；高优先级，使用优先调度的抢占式策略

2.多线程的创建方式二：

实现Runnable接口（步骤）：

1.创建一个实现Runnable接口的类

2.实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()

3.创建实现类的对象

4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象

5.通过Thread类的对象调用start():① 启动线程 ② 调用当前线程的run()—>调用Runnable类型的target

// 1.创建一个实现Runnable接口的类

class MyThread implements Runnable{

// 2.实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()

@Override

public void run() {

for (int i = 0;i<100;i++){

if(i%2 == 0){

System.out.println(i);

}

}

}

}

public class ThreadTest{

public static void main(String[] args) {

// 3.创建实现类的对象

MyThread mThread = new MyThread();

// 4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象

Thread t1= new Thread(mThread);

// 5.通过Thread类的对象调用start():① 启动线程 ② 调用当前线程的run()--->调用Runnable类型的target

t1.start();

}

}

创建线程两种方式的对比

开发中优先选择：实现Runnable接口的方式

原因：

1.实现的方式没有类的单继承性的局限性

2.实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况

联系：public class Thread implement Runnable

相同点：两种方式都需要重写run()，将线程要执行的逻辑声明在run()中。

案例：（方式一实现）

package TestThread.java;

/**

* 例子：创建三个窗口卖票，总票数为100张.使用继承Thread类的方式

* 存在线程的安全问题，待解决。

*/

class Window extends Thread{

private static int ticket = 100;

@Override

public void run() {

while(true){

if(ticket > 0){

System.out.println(getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);

ticket--;

}else{

break;

}

}

}

}

public class WindowTest {

public static void main(String[] args) {

Window t1 = new Window();

Window t2 = new Window();

Window t3 = new Window();

t1.setName("窗口1");

t2.setName("窗口2");

t3.setName("窗口3");

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

}

(方式二实现):

package TestThread.java;

/**

* 例子：创建三个窗口卖票，总票数为100张.使用实现Runnable接口的方式。

* 存在线程的安全问题，待解决。

*/

class Window1 implements Runnable{

private int ticket = 100;

@Override

public void run() {

while(true){

if(ticket > 0){

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);

ticket--;

}else{

break;

}

}

}

}

public class WindowTest1 {

public static void main(String[] args) {

Window1 w = new Window1();

Thread t1 = new Thread(w);

Thread t2 = new Thread(w);

Thread t3 = new Thread(w);

t1.setName("窗口1");

t2.setName("窗口2");

t3.setName("窗口3");

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

}

三、线程的生命周期

四、线程同步（主要解决线程的安全问题）

1.问题：卖票过程中出现了重票、错票------->出现了线程安全问题

2.问题出现的原因：当某个线程操作车票的过程中，尚未完成时，其他线程参与进来，也操作车票。

3.如何解决：当一个线程在操作ticket的时候，其他线程不能参与进来。直到线程a操作完ticket时，线程才可以开始操作ticket。这种情况即使线程a出现了阻塞，也不能被改变。

4.Java中，通过同步机制，来解决线程的安全问题。

解决线程安全问题的方式一：同步代码块

synchronized(同步监视器){

//需要被同步的代码

}

明：1.操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码。---->不能包含代码多了，也不能包含代码少了。

共享数据：多个线程共同操作的变量。（只有有了共享数据，才会存在线程安全问题）。比如：ticket就是共享数据。

2.同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。Object obj = new Object();//不能放到run()函数里面，放到外面。

要求：多个线程必须要用同一把锁，一定要唯一。设置对象唯一时，可以把其设置为static，设为共享的

**补充：**在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。在继承Tread类创建多线程的方式中，慎用this来从当同步监视器。可以考虑使用当前类，来充当同步监视器

解决线程安全问题的方式二：同步方法

如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明为同步（synchroniezd）的。

关于同步方法的总结：

1.同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。

2.非静态的同步方法：（使用同步方法处理实现Runnable接口方式中的线程安全问题），同步监视器：this

静态的同步方法：（使用同步方法处理继承Thread类的方式中的线程安全问题），同步监视器：当前类 window.class

3.同步方式。解决了线程安全的问题。-------好处

操作同步代码时，只能有一个线程参与。相当于一个单线程的过程，效率低。-------局限性

class Window1 implements Runnable{

private int ticket = 100;

// Object obj = new Object();

// Dog dog = new Dog();

@Override

public void run() {

// Object obj = new Object();

while(true){

synchronized (this){//此时的this:唯一的Window1的对象 //方式二：synchronized (dog) {

if (ticket > 0) {

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);

ticket--;

} else {

break;

}

}

}

}

}

public class WindowTest1 {

public static void main(String[] args) {

Window1 w = new Window1();

Thread t1 = new Thread(w);

Thread t2 = new Thread(w);

Thread t3 = new Thread(w);

t1.setName("窗口1");

t2.setName("窗口2");

t3.setName("窗口3");

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

}

class Dog{

}

线程的死锁问题：

不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁。出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所以的线程都处于阻塞状态，无法继续。

解决的办法：

1.专门的算法、原则

2.尽量减少同步资源的定义

3.尽量避免嵌套同步

解决线程安全问题的方式三：LOCK(锁) （重要）

java.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。ReentrantLock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，可以显示加锁、释放锁。

package com.TestLock.java1;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**

* 解决线程安全问题的方式三：Lock锁 --- JDK5.0新增

*/

class Window implements Runnable{

private int ticket = 100;

//1.实例化ReentrantLock

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

@Override

public void run() {

while(true){

try{

//2.调用锁定方法lock()

lock.lock();

if(ticket > 0){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：售票，票号为：" + ticket);

ticket--;

}else{

break;

}

}finally {

//3.调用解锁方法：unlock()

lock.unlock();

}

}

}

}

public class LockTest {

public static void main(String[] args) {

Window w = new Window();

Thread t1 = new Thread(w);

Thread t2 = new Thread(w);

Thread t3 = new Thread(w);

t1.setName("窗口1");

t2.setName("窗口2");

t3.setName("窗口3");

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

}

面试题：synchronized 与 Lock的异同？

相同：二者都可以解决线程安全问题

不同：synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器。 Lock需要手动的启动同步（lock()），同时结束同步也需要手动的实现（unlock()）

优先使用顺序：Lock —>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）

五、线程的通信

线程通信的例子：使用两个线程打印 1-100。线程1, 线程2 交替打印。

涉及到的三个方法：

wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。

notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。

notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。

说明：

1.wait()，notify()，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。

2.wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。

否则，会出现IllegalMonitorStateException异常

3.wait()，notify()，notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。

**面试题：**sleep()和wait()的异同？

1.相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。

2.不同点：1）两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait()

2）调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中

3）关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。

**sleep 方法：**是属于 Thread 类中的，sleep 过程中线程不会释放锁，只会阻塞线程，让出cpu给其他线程，但是他的监控状态依然保持着，当指定的时间到了又会自动恢复运行状态，可中断，sleep 给其他线程运行机会时不考虑线程的优先级，因此会给低优先级的线程以运行的机会。

**yield和sleep的区别：**和 sleep 一样都是 Thread 类的方法，都是暂停当前正在执行的线程对象，不会释放资源锁，和 sleep 不同的是 yield方法并不会让线程进入阻塞状态，而是让线程重回就绪状态，它只需要等待重新获取CPU执行时间，所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。还有一点和 sleep 不同的是 yield 方法只能使同优先级或更高优先级的线程有执行的机会。

小结：释放锁的操作

1.当前线程的同步方法、同步代码块执行结束

2.当前线程同步代码块、同步方法中遇到break、return终止了该代码块，该方法继续执行

3.当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或Exception，导致异常结束

4.当前线程在同步代码块、同步方法中执行了线程对象的wait()方法，当前线程暂停，并释放锁

不会释放锁的操作：

1.线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()方法暂停当前线程的执行

2.线程执行同步代码块时，其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程挂起，该线程不会释放锁（同步监视器）。应尽量避免使用suspend()和resume()来控制线程。

class Number implements Runnable{

private int number = 1;

private Object obj = new Object();

@Override

public void run() {

while(true){

synchronized (obj) {

obj.notify();

if(number <= 100){

try {

Thread.sleep(10);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + number);

number++;

try {

//使得调用如下wait()方法的线程进入阻塞状态

obj.wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}else{

break;

}

}

}

}

}

public class CommunicationTest {

public static void main(String[] args) {

Number number = new Number();

Thread t1 = new Thread(number);

Thread t2 = new Thread(number);

t1.setName("线程1");

t2.setName("线程2");

t1.start();

t2.start();

}

}

六、JDK5.0新增线程创建方式

创建多线程的方式三：实现Callable接口

创建线程的方式三：实现Callable接口。 — JDK 5.0新增

如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大？

1. call()可以有返回值的。

2. call()可以抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常的信息

3. Callable是支持泛型的

步骤：

1.创建一个实现Callable的实现类

2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中

3.创建Callable接口实现类的对象

4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象

5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()

6.获取Callable中call方法的返回值

实现代码：

import java.util.concurrent.Callable;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

import java.util.concurrent.FutureTask;

/**

*/

//1.创建一个实现Callable的实现类

class NumThread implements Callable{

//2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中

@Override

public Object call() throws Exception {

int sum = 0;

for (int i = 1; i <= 100; i++) {

if(i % 2 == 0){

System.out.println(i);

sum += i;

}

}

return sum;

}

}

public class ThreadNew {

public static void main(String[] args) {

//3.创建Callable接口实现类的对象

NumThread numThread = new NumThread();

//4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象

FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);

//5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()

new Thread(futureTask).start();

try {

//6.获取Callable中call方法的返回值

//get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值。

Object sum = futureTask.get();

System.out.println("总和为：" + sum);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

} catch (ExecutionException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

创建多线程的方式四：使用线程池（开发中真正使用的方式）

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。类似于生活中的公共交通工具。

corePoolSize：核心池的大小

maximumPoolSize:最大线程数

keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

步骤：

1. 提供指定线程数量的线程池

2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象。（告诉线程是要干什么）

3.关闭连接池

class NumberThread implements Runnable{

@Override

public void run() {

for(int i = 0;i <= 100;i++){

if(i % 2 == 0){

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);

}

}

}

}

//线程需要实现的东西

class NumberThread1 implements Runnable{

@Override

public void run() {

for(int i = 0;i <= 100;i++){

if(i % 2 != 0){

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);

}

}

}

}

public class ThreadPool {

public static void main(String[] args) {

//1. 提供指定线程数量的线程池

ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;

//设置线程池的属性

// System.out.println(service.getClass());

// service1.setCorePoolSize(15);

// service1.setKeepAliveTime();

//2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象。（告诉线程是要干什么）

service.execute(new NumberThread());//适合适用于Runnable

service.execute(new NumberThread1());//适合适用于Runnable

// service.submit(Callable callable);//适合使用于Callable

//3.关闭连接池

service.shutdown();

}

}