Java多线程编程写法

写在开头

前段时间看了些java多线程的书和博文，但是在接下来倒没有太多用到，为了防止遗忘，准备总结一篇博文记录一下。注：此文建议复习使用。

多线程的写法

多线程的实现方式大致有如下两种：

1. 继承Thread类：extend Thread 实现 run 函数
2. 实现Runnable接口：implements Runnable 实现run函数

线程安全

通过synchronized关键字实现线程间共享变量的数据安全。
Thread.currentThread()可以获取当前线程实例。

线程调度

线程等待：使用sleep函数使线程等待相应时间
线程中止：使用推出标志、使用stop（已废弃的方法不推荐，可能产生无法预期的后果 如：会释放锁让数据不一致）、使用interrupt（软中断，需要在run函数中判断isInterrupted是否已中断）
线程暂停：suspend暂停线程 resume恢复线程，但是这种使用方式有如下两个缺点：1-暂停线程中的同步对象加锁后suspend会导致锁无法释放，其他线程饥饿等待。2-暂停线程中如果有传入对象进行数据操作，可能会造成只操作一半，数据不同步。
另外，yield方法也可以将线程暂停由其他的线程获取CPU资源。
线程优先级：setPriority可以设置线程优先级，线程优先级具有继承性、规则性及随机性。

多线程对象及并发访问

实例变量非线程安全：多个线程共享一个实例变量时可能会出现非线程安全，可以给变量或变量方法加同步锁（synchronized）
Synchronized不仅可以给方法加锁也可以单独给语句块加锁来提升线程运行效率。

synchronized(this){
   //coding
}

synchronized同步代码块会将括号中的对象作为对象监视器，在对象相同的代码块会呈现同步效果，也会与该对象的同步方法呈现同步效果。
需要注意的是synchronized关键字加在static静态方法时，持有的Class锁，会和持有该class实例化对象锁的代码呈现同步效果。
synchronized以string为锁对象的时候需要注意string常量池的问题，相同值的string持有一把锁，所以一般不建议使用string作为锁对象。

volatile关键字

volatile是线程同步的轻量实现，性能上优于synchronized，且在多线程访问时也不会造成阻塞，volatile可以保证多线程的数据可见性，但不能保证原子性，而synchronized可以同时保证原子性和可见性，另外volatile只能修饰变量。
volatile的主要使用场合是在多线程可以感知实例变量被更改了，并且可以获得最新的值使用。

原子类

使用原子类（如：AtomicInt）可以保证其方法的原子性，但是方法和方法之间的调用不是原子的。所以还是需要在代码中使用synchronized。

线程间通信

线程（A）可以使用持有对象锁的wait()方法，此时会释放该对象的锁，然后等待其他线程（B）调用该对象的notify()方法唤起此线程（A）继续执行之后的代码，另外notify会随机唤醒一个此对象wait的线程，而notifyAll则唤醒全部。
需要注意的是notify并不会释放锁，当前notify线程会继续运行直到释放对象锁后，被唤起的线程才会开始执行。
wait也可以使用long型参数作为超时自动唤醒的参数，只要当时该对象锁未被占用，则线程自动唤醒。
使用线程（A）的join方法可以使当前线程等待该线程（A）完成run之后开始执行，另外的join也可以传入long参数作为超时自动唤醒的参数。join的内部实现是基于wait的，所以join也会释放锁。
前面提到了sleep也会阻塞线程使其等待，但是不同的是sleep不会释放锁。

线程共享变量

类ThreadLocal可以在不同线程中实现各线程隔离的共享变量，不同线程的ThreadLocal的值将保持隔离、不会污染、父子线程也不会继承。
而类InheritableThreadLocal可以在子线程取得父线程继承下的值，但是在继承之后子线程与父线程仍会保持隔离。

Lock的使用

除了使用synchronized关键字实现同步外，Java1.5新增了ReentrantLock也可以达成同步的效果。synchronized可以使用wait/notify进行线程间通信。ReentranLock也提供了通信类Condition，该类可以使用await/signal/signalAll进行等待和唤醒，另外因为ReentranLock可以创建多个Condition，所以也可以实现点对点多路通知。同样的，await需要先持有对象锁进行lock。
以下简单代码示例：

public class Service
{
     private Lock lock = new ReentrantLock();
     public Condition conditionA = lock.newCondition();
     public Condition conditionB = lock.newCondition();
     public void waitA(){
             lock.lock();
             conditionA.await();
             lock.unlock();
     }
     public void signalA(){
            lock.lock();
            conditionA.signal();
            lock.unlock();
     }
}

另外ReentrantLock有以下几种方法：

1. getHoldCount() 查询当前线程锁定的个数
2. getQueueLength() 返回正在等待获得该锁定的线程数
3. getWaitQueueLength(Condition c)返回等待该锁定此条件(c)的线程数
4. hasQueueThread(Thread t)查询指定线程是否正在等待该锁定
5. hasWaiters(Condition c)查询是否有线程等待该锁定此条件(c)
   剩余不再列举

相对于完全互斥的ReentrantLock，ReentrantReadWriteLock在某些不需要操作实例变量的方法中，可以使用读写锁（readlock/writelock）来加快运行效率。读锁共享、写锁与其他锁互斥。

定时器

Timer使用schedule进行定时操作，第一个参数一般传入具体的timertask。其余可以接受task运行的具体日期时间Datetime或者延迟执行时间long，也可以传入间隔时间period(long型)，以间隔时间循环运行task。
另外timertask的cancel方法可以取消当前task的运行，而timer的cancel将清除所有的任务队列。
相对于schedule，还有scheduleAtFixedRate该方法基于上次任务结束后的时间开始进行循环。

写在结尾

多线程是一门值得深入研究和探讨的核心技术，以上总结写得比较简单浅薄，如有遗漏请不吝提醒我，基本参考自《Java多线程编程核心技术》，非常感谢前辈们贡献知识。