【Java基础 下】 029 -- 多线程
目录
一、为什么要有多线程？
1、线程与进程
2、多线程的应用场景
3、小结
二、多线程中的两个概念（并发和并行）
1、并发
2、并行
3、小结
三、多线程的三种实现方式
1、继承Thread类的方式进行实现
2、实现Runnable接口的方式进行实现
3、利用Callable接口和Future接口方式的实现
4、多线程三种实现方式对比
四、常见的成员方法
1、get/setName方法 -- 线程名字
2、currentThread方法 -- 获取当前线程对象
3、sleep方法 -- 线程休眠
4、set/getPriority方法 -- 线程优先级
5、setDaemon方法 -- 守护线程
6、yield方法 -- 礼让线程
7、join方法 -- 插入线程
8、线程的生命周期
五、线程安全的问题
1、练习：设计一个程序模拟电影院卖票
2、买票引发的安全问题
①、重复票的由来：（线程在执行代码的过程中，CPU的执行权随时有可能被抢走）
②、出现了超出范围的票：（和上面的原因相同）
3、安全问题的解决办法 -- 同步代码块
4、同步代码块中的两个小细节
①、细节1：synchronized要写在循环的里面
②、细节2：synchronized中的锁对象一定是唯一的
5、同步方法
6、StringBuilder和StringBuffer的区别
7、Lock锁（手动加锁、释放锁）
①、Lock使用不规范造成的两个安全问题
六、死锁
七、生产者和消费者（等待唤醒机制）
1、消费者等待
2、生产者等待
3、常见方法（wait/notify/notifyAll）
4、消费者与生产者代码实现
①、Cook.java
②、Desk.java
③、Foodie.java
④、ThreadDemo.java
5、阻塞队列方式（另一种等待唤醒机制）
①、阻塞队列的继承结构
②、阻塞队列实现等待唤醒机制
7、多线程的6中状态
八、综合练习
1、多线程练习1（卖电影票）
2、多线程练习2（送礼品）
3、多线程练习3（打印奇数数字）
4、多线程练习4（抢红包）
精确运算：（BigDecimal）
5、多线程练习5（抽奖箱抽奖）
6、多线程练习6（多线程统计并求最大值）
7、多线程练习7（多线程之间的比较）
8、多线程练习8（多线程阶段大作业）
九、线程池
1、吃饭买碗的故事
①、问题
②、解决方案
2、以前写多线程的弊端
3、线程池的核心原理
4、线程池的代码实现
①、Executors工具类
②、线程复用示例
③、创建一个有上限的线程池
5、自定义线程池（ThreadPoolExecutor）
①、任务拒绝策略
②、代码实现
③、小结
6、最大并行数
①、什么是最大并行数？
②、向Java虚拟机返回可用处理器的数目
7、线程池多大才合适？
十、多线程的额外扩展内容
一、为什么要有多线程？
1、线程与进程
举例：在任务管理器中，一个软件运行之后，它就是一个进程
线程：（简单理解，线程就说应用软件中互相独立，可以同时运行的功能）
单线程程序：所有的都在一个线程中执行，耗时长
2、多线程的应用场景
3、小结
二、多线程中的两个概念（并发和并行）
1、并发
2、并行
以2核4线程为例：（如果计算机中只要4条线程，那么它是不用切换的，但如果线程越来越多，那么这个红线就会在多个线程之间随机的进行切换）
3、小结
三、多线程的三种实现方式
1、继承Thread类的方式进行实现
代码实现：
①、自己定义一个类继承Thread并重写run方法
②、创建子类的对象，并启动线程
2、实现Runnable接口的方式进行实现
代码实现：
①、自己定义一个类实现Runnable接口，并重新里面的run方法
②、创建自己的类对象
③、创建一个Thread类的对象，并开启线程
示例代码：
3、利用Callable接口和Future接口方式的实现
代码实现：
①、创建一个类MyCallable实现Callable接口，并重写call
②、创建MyCallable/FutureTask/Thread的对象
完整代码：
4、多线程三种实现方式对比
四、常见的成员方法
1、get/setName方法 -- 线程名字
默认名字的由来：
序号自增
细节：
2、currentThread方法 -- 获取当前线程对象
3、sleep方法 -- 线程休眠
4、set/getPriority方法 -- 线程优先级
抢占式调度：随机性
非抢占式调度：轮流
没有设置，优先级则默认为5，优先级越高，抢到CPU的概率就越高
示例代码：
5、setDaemon方法 -- 守护线程
两个线程执行的代码不同：守护线程是陆续结束的，所以守护线程也叫做备胎线程
守护线程的应用场景：
6、yield方法 -- 礼让线程
但只是尽可能的均匀，不是绝对的
7、join方法 -- 插入线程
插入线程：将土豆插入到main线程之前，只有当土豆线程执行完毕，才会轮到main线程
8、线程的生命周期
五、线程安全的问题
1、练习：设计一个程序模拟电影院卖票
示例代码：
出现了超出票范围或者重复票的情况：
2、买票引发的安全问题
①、重复票的由来：（线程在执行代码的过程中，CPU的执行权随时有可能被抢走）
②、出现了超出范围的票：（和上面的原因相同）
3、安全问题的解决办法 -- 同步代码块
示例代码：（锁对象一定得是唯一的）
4、同步代码块中的两个小细节
①、细节1：synchronized要写在循环的里面
②、细节2：synchronized中的锁对象一定是唯一的
示例代码：（当前类的字节码文件对象）
5、同步方法
示例代码：
将同步代码块改成同步方法：
6、StringBuilder和StringBuffer的区别
两个类的方法都是相同的
但是StringBuffer是线程安全的，它里面所有的方法都是线程同步的
StringBuilder是非线程安全的，所以如果用到多线程则可以使用StringBuffer，没有需求则选择StringBuilder
7、Lock锁（手动加锁、释放锁）
①、Lock使用不规范造成的两个安全问题
Ⅰ、重复票以及超出范围票
我们在使用Thread类实现多线程时，创建自己的类，一定要注意锁对象需要唯一，即在相关变量前加上static关键字
Ⅱ、程序无法正常终止
这是由于当满足条件时，循环直接被终止，导致lock锁没有被释放
Ⅲ、正确代码（标准写法）
即将容易产生异常的代码块放入try…catch中
六、死锁
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。
代码实现：（理解过程）
注意事项：千万不要让两个锁嵌套起来！
七、生产者和消费者（等待唤醒机制）
生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式
1、消费者等待
2、生产者等待
3、常见方法（wait/notify/notifyAll）
4、消费者与生产者代码实现
①、Cook.java
②、Desk.java
③、Foodie.java
④、ThreadDemo.java
5、阻塞队列方式（另一种等待唤醒机制）
①、阻塞队列的继承结构
②、阻塞队列实现等待唤醒机制
Cook.java：
put方法的源码中实现了Lock锁
Foodie.java：
take方法的底层也是有锁的
ThreadDemo.java：
打印语句是在锁的外面的，但是不会对数据造成影响，只是影响了控制台的打印阅读体验
7、多线程的6中状态
Java中是没有定义运行状态的，只有以下6种状态，这是因为一旦线程抢夺到CPU执行权之后，线程就会交给操作系统了，Java就不管了
八、综合练习
1、多线程练习1（卖电影票）
待补充~
2、多线程练习2（送礼品）
待补充~
3、多线程练习3（打印奇数数字）
待补充~
4、多线程练习4（抢红包）
示例代码：
测试类：
精确运算：（BigDecimal）
5、多线程练习5（抽奖箱抽奖）
示例代码：
MyThread.java：
测试类：
6、多线程练习6（多线程统计并求最大值）
示例代码一：（在练习5的基础上进行修改）
MyThread.java：
示例代码二：升级版--线程栈（示例一可以用，但不好）
改进后，这里只需要一个ArrayList就搞定了
示例二内存图讲解：
每个线程都有自己独立的空间
7、多线程练习7（多线程之间的比较）
示例代码：（难点在于如何获取两个线程中的最大值★）
调用多线程的第三种方式Callable来实现（可以返回结果）
MyCallable.java：
测试类：
8、多线程练习8（多线程阶段大作业）
待补充~
九、线程池
1、吃饭买碗的故事
①、问题
②、解决方案
买个碗柜，买了碗之后不摔，存入碗柜中
2、以前写多线程的弊端
3、线程池的核心原理
当有新的任务出现，且线程池线程不足时，会新建线程以满足需求，其中最大线程的数量可以自行设置
4、线程池的代码实现
①、Executors工具类
示例代码：
MyRunnable.java：
测试类：
②、线程复用示例
测试类：
③、创建一个有上限的线程池
测试类：
5、自定义线程池（ThreadPoolExecutor）
①、任务拒绝策略
以下面示例为例，它会将任务4抛弃，将任务10加入
②、代码实现
③、小结
6、最大并行数
①、什么是最大并行数？
②、向Java虚拟机返回可用处理器的数目
7、线程池多大才合适？
可以通过thread dump来计算CPU的计算时间和等待时间
十、多线程的额外扩展内容
准备面试时可以再突击学习，资料可见《多线程（额外扩展）.md》
