1. 线程与并发

1.1. 理解线程与进程的区别（了解）

进程：是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有自己独立的一块内存空间，一个进程中可以有多个线程（1，n）。比如在Windows的任务管理器中，一个运行的xx.exe就是一个进程。

线程：是指进程中的一个执行任务(控制单元)，一个进程中可以运行多个线程，多个线程可共享数据。

多进程：操作系统中同时运行的多个程序。

多线程：在同一个进程中同时运行的多个任务。

一个进程至少有一个线程，为了提高效率，可以在一个进程中开启多个控制单元，这就是多线程。

1.2. 主线程 main（了解）

在运行一个简单的Java程序的时候，就已经存在了两个线程，一个是主线程，一个是后台线程——维护的垃圾回收。主线程很特殊，在启动JVM的时候自动启动的。

1.3. 线程的创建和启动（掌握）

方式一，继承Thread类：

• 自定义类继承Thread

• 覆写run方法

• 创建自定义类对象

• 自定义类对象调用start方法

class MyThread extends Thread {

    public void run() {

        //线程体，线程启动时，会自动调用本方法，所有这里是我们写代码的主体部分

    }

}

public class ExceptionDemo {

    public static void main(String[] args) {

        MyThread t = new MyThread();

        t.start();//调用Thread的start方法，JVM会自动调用run方法。

    }

}

方式二，实现Runnable 接口

• 自定义类实现Runnable接口

• 覆写run方法

• 创建自定义类对象

• 把自定类的对象作为Thread类构造器参数，并调用Thread对象start方法

class MyRunnable implements Runnable {

    public void run() {

        //线程体，线程启动时，会自动调用本方法，所有这里是我们写代码的主体部分

    }

}

public class ThreadDemo2 {

    public static void main(String[] args) {

        MyRunnable target = new MyRunnable();

        Thread t = new Thread(target);

        t.start();

    }

}

第一种使用起来方便，启动一个线程也方便，很多功能都在Thread类中定义好了；

第二种方式启动得依赖于Thread，因为本身Runnable中只有run方法，请看Thread的构造方法。

1.3.1. 线程体-run方法（掌握）

不管哪种方式创建的线程，都得覆写run 方法，因为这是线程体方法，该方法在线程启动之后会自动被调用。

public void run() {

    //线程体，线程启动时，会自动调用本方法，所有这里是我们写代码的主体部分

}

线程的执行随机性：

一旦一个线程启动之后就是一个独立的线程，等待CPU的调度分配资源，不会因为启动它的外部线程结束而结束。

class MyThread extends Thread {

    public void run() {

        //自定义线程中的for循环打印i,打印顺序是完全随机的。

        for (int i = 0; i < 10; i++) {

            System.out.println("MyThread  ==> " + i);

        }

    }

}

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {

        MyThread mt = new MyThread();

        mt.start();

        //主线程中的for循环打印i

        for (int i = 0; i < 10; i++) {

            System.out.println("main  ==> " + i);

        }

    }
    
}

多次运行该程序，观察每次运行的结果。

1.3.2. 线程的启动（掌握）

启动线程必须调用线程类Thread中的start方法，该方法应该由Thread类的一个实例来调用，下面是方法签名：

public void start() 

底层会调用该线程的 run 方法。

只有调用了线程对象的start方法才会开启一个新的线程，如果是直接调用对象的run方法不会开启新的线程，只是一个单线程。

注意：启动一个新线程，不能使用run()方法，只能使用start方法。

1.4. 线程生命周期和状态（掌握）

image.png

• 新建：当程序使用new创建一个线程后，该线程处于新建状态，此时他和其他java对象一样，仅仅由Java虚拟机为其分配内存并初始化成员变量值。

• 可运行状态：RUNNABLE状态实际上可细分成两种状态，READY和RUNNING。分别表示就绪状态和运行状态。

  • 就绪状态：当线程对象调用start()方法后，该线程处于就绪状态，进入线程队列排队。此时该状态线程并未开始执行，仅表示可以运行了。至于该线程何时运行，取决于CPU调度器的调度。

  • 运行状态：表示某线程对象被CPU调度器的调度，执行线程体。就绪状态和运行状态是可以相互切换的，切换的原因依旧参照CPU调度器调度了哪一个线程。

• 阻塞状态：正在运行的线程遇到某个特殊情况如，同步、等待I/O操作完成等。 进入阻塞状态的线程让出CPU资源，并暂时停止自己的执行。

• 等待状态：有时一个可运行状态线程转变成等待状态，它会等待另一个线程来执行一个任务，一个等待状态的线程只有通过另一个线程通知它转到可运行状态，才能继续执行。

• 计时等待状态：进入等待状态的线程如果没有其他线程对象来唤醒它，那么该线程对象将一直等待下去，此时我们可以考虑设计一个类似于闹钟一样的提示器，该提示器会在等待特定时间段之后唤醒该线程对象。

• 终止状态：即死亡状态，表示线程终止。当线程成功执行完成或线程抛出未捕获的Exception或Error或调用线程的stop方法(易导致死锁，不推荐)。

1.5. 操作线程的方法（掌握）

1.5.1. join方法（了解）

join方法的主要作用就是同步，它可以使得线程之间的并行执行变为串行执行。

比如在A线程中调用了B线程的join()方法时，表示只有当B线程执行完毕时，A线程才能继续执行。

1.5.2. sleep方法（了解）

sleep方法让正在执行的线程暂停一段时间，进入阻塞状态，常常用来模拟网络延迟等。

sleep(long milllis) throws InterruptedException：毫秒为单位

调用sleep()后，在指定时间段之内，该线程不会获得执行的机会

1.5.3. 线程的优先级（了解）

每个线程都有优先级，优先级的高低只和线程获得执行机会的次数多少有关。并不是说优先级高的就一定先执行，哪个线程的先运行取决于CPU的调度；

Thread对象的setPriority(int x)和getPriority()用来设置和获得优先级。

1.5.4. 后台线程（了解）

所谓后台线程，一般用于为其他线程提供服务。也称为守护线程。JVM的垃圾回收就是典型的后台线程。

特点：若所有的前台线程都死亡，后台线程自动死亡。

Thread对象setDaemon(true)用来设置后台线程。

setDaemon(true)必须在start()调用前，否则抛IllegalThreadStateException异常。

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