30 多任务

并发和并行

并发：多个事件在同一时间段内发生

并行：多个事件在同一时刻发生

这个Python那里有讲过，具体不再复述

进程

是指内存中的应用程序，我们WINDOWS常见任务管理器查看进程，原本的可执行程序是在硬盘中的，我们点击或者命令行运行程序，程序必须进入到内存中

线程

线程是进程的一个执行单元，一个进程至少一个线程（可以有多个），多线程可以理解为如360可以同时杀毒，清理垃圾，系统漏洞扫描

像AMD，Inter Corei7 4核8线程，4个cpu核，可以同时实现8个任务同时执行，我们点击360管家，就会将其进程刷入到内存中，当我们依次点击我们的任务，就会开启一条线程告诉cpu去执行我们的任务

其中一个cpu核有2个线程通路，每个线程通路会对多线程任务轮流切换，好像同时执行一样

线程调度

分时调度：所有任务分时使用线程

抢占调度:某任务占据线程（优先级高低），如果优先级相同会随机一个，Java使用的是抢占式调度

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windows任务管理器可以右键查看设置进程（线程）级别

单线程程序

程序从main方法开始从上到下依次执行

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我们定义Person类，定义构造getter，setter，然后定义run方法，循环20次，打印次数和名字

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当然程序是自顶向下的，老大跑完老二才能跑

从头到尾，main方法使内容进入栈，只有从上到下，就是一个线程，也叫主线程

单线程有缺陷，就是主线程会因异常而终止运行，

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如上，我们在老大老二之间添加了个人为异常，这时就会导致main程序终止，异常提示可以看到是main线程即主线程

Thread类

java.lang包下，不需要导包

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文档告诉我们创建新线程有2种方法，其中一种是创建继承Thread的子类，然后重新run方法，通过start启动

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如上，我们自定义线程类，重写run方法，当然父类super的run还是要保留，然后

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然后我们main里自身有主线程循环，同时子线程也开启，可以看到抢占式的效果，谁抢到资源执行谁，当jvm导入main方法时，jvm为main向os请求开启通向cpu的线程路径，当子线程start又会开启一条通往cpu路径，2者属于抢占cpu资源，而cpu则是不受我们控制，哪个执行是其自身控制

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我们需要通过内存图说明run和start的区别，我们调用main，把main压栈执行，创建线程实例，在堆内存开辟空间，这时调用其run方法，run进栈，但run是默认通过main执行的，所以其是单线程

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而我们使用start方法，是会开辟新的栈空间，在里面运行run方法，而对于cpu执行哪个栈空间就有了选择方法，所以多线程有好处是每个线程运行在不同的栈空间，一个挂了，可以运行其他的

Thread类常用方法

获取线程名称

获得当前的线程名称，有2种，一种是通过实例getName获得，另一种是其静态工具方法Thread.currentThread()获得，可以查看文档

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上面是通过getName获得

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如上，我们使用Thread.currentThread（）也可以获取线程名称，这里其实是是默认用了toString方法，因为返回的是线程的引用

设置线程名称

void setName（String s）给线程设置名称

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设置后，获取线程名称就可以看到我们的设置

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还有一种设置是通过继承Thread类的带String字符串的构造方法，自带传入线程名称

sleep（long millis）休眠方法（静态）

使当前线程休眠特定毫秒，时间到后执行

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我们知道for循环间隔是很短的，我们使用sleep达到1s一数数，现在我们设置1000毫秒就是1s,这里java9要求抛出打断异常，而视频里没有，由于IDE提示只有照做

创建线程的另一种方法

之前讲了通过Thread的一种创建线程方法，使用复写run，这次使用Runnable接口

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Runnable接口，必须实现类定义run的无参方法，然后实现类对象传给Thread，创建线程对象，线程运行还是通过start方法

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如上

使用Runnable的实现类好处

实现类继承接口还可以继承其他，而Thread重新run就麻烦，这是黑马老师BB的，然而我觉得一样，都得写run，就是Runnable只要用Thread就好，但是里面传的是实现类对象，而后者是创建自己的线程类

匿名内部类实现创建线程

之前讲解过匿名内部类，只需要实例一次，而且此实例作为参数传递，可使用，这里我们就可以Thread类传入匿名内部类实例

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代码如上

线程安全

多线程访问共享数据是会有问题，如卖票，三个窗口都卖，开始都认为有满的票，但是第一个窗口被一下买了100张，后几个窗口应该就该提示买不到，否则出现了负数的票的问题

我们先对共享数据设置非负，如下，循环控制票数减少，开启3个线程运行如下

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查看运行结果。好像没什么问题，只是有的线程卖的快慢的问题

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可是我们加上休眠时间，问题就出现了，ticket正常是不会重复的，但是运行过程中就有重复的值

现在就需要解释下线程安全问题，当变成89时，另一个线程也是用ticket值，然而语句没运行完，没实现--,即2个89.其实全部打印数据还有很多问题

线程同步

为了防止出现上面的问题，需要进行线程同步，一共有3种同步方法，1同步代码块，2同步方法，3使用线程锁

同步代码块

格式 synchronized（锁对象）{可能出现访问共享数据的代码}

锁对象可以保证把多线程锁住，同一时间只有一个线程访问共享数据，而且多个线程的锁对象必须都是一个，锁对象可以是任意对象（比如Object）

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如上，我们可以看到使用同步代码块，没有重复的票，而且也是1--100的值

其原理是使用同步锁对象，运行到同步代码块时，会自动检测代码块是否有锁对象，有则获取运行，没有得到锁的线程就会变为阻塞状态直到有锁可以获取，之前占用同步代码块的线程执行完同步代码块，就会把锁归还，几个线程再次进行竞争抢锁，在同步代码块内会降低一点效率，但是安全

同步方法

我们可以给访问共享变量的代码抽象成一个函数，然后使用synchronized修饰他，

格式    修饰符 synchronized 返回类型 函数名（参数列表）{代码块}

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如上，虽然我们是想象中的同步代码，其实也是实现了同步，但是出现了0和-1这种情况，这是因为跳出循环是ticket不大于0，而一个线程到0后，其他线程还在循环，会继续执行--操作

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正确的方法是这种有while循环时，在同步函数里也定义条件，如上使用if

其实同步方法也是有锁对象，我们可以通过打印验证

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我们将之前的匿名类改成实现类，里面打印this，然后我们在实例时也打印实例

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可以看到几个地址值都相同，当然这没什么说的，本来就是几个实例引用传给构造，只不过视频说拿来做锁对象，这里记住就行了

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所以我们也可以把原来的同步函数写成普通函数加使用this做锁的同步代码块

静态同步方法

我们知道静态方法只能访问静态变量，而且方法一旦定义静态我们就不能使用实例了，他归于本类，如果我们static修饰了同步方法，那锁对象就不是this实例了，其是class本类文件对象

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Lock锁接口

Jdk1.5以后出现的，在java.util.concurrent.locks下，需要导包

我们之前使用同步代码块无法知道什么时候具体获得锁和释放锁

而其方法有获取锁lock（）和释放锁unlock（）可以看的比较明显

因为是接口我们需要使用实现类实现，文档可以看到实现类ReentrantLock互斥锁

我们可直接使用这个类实例，在可能出现共享变量访问之前使用获得锁，之后使用释放锁

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这里还是要判断ticket是否大于0再去--，因为while限制不住

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文档演示，要保证一定释放锁，否则造成死锁，要在finally使用unlock（）

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线程状态概述

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我们查看文档，Thread.State属性返回线程状态

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6种状态如上，我们新建的线程就是新建状态，当start后，就争抢cpu资源，抢到进入运行，没有的进入阻塞，当线程结束或stop终止或异常停止，就进入死亡状态，当线程sleep或者wait一定时间就进入到休眠状态，时间到了就查看cpu，有资源可用就运行，要么就进入阻塞，而等待状态，是使用Object对象的wait方法，想恢复到运行或者阻塞要使用Object.notify来唤醒，这里又把休眠和等待成为冻结状态

等待唤醒案例

等待分为计时等待，锁等待（也算是阻塞），还有wait无限等待，这里研究无限等待

我们研究一个案例，顾客买包子，然后老板做包子，5s后包子做好

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代码如上，这里需要使用ojbect的wait和notify，我们要给顾客和老板各开一个线程，而且他们以obj对象做1锁同步，顾客线程开始是靠obj.wait阻塞等待，然后老板线程的时间到，给obj对象唤醒，开始我想只开一个顾客线程，把老板放在主线程，且没有使用同步代码块，发现IDE提示模拟异常，还是老实的按视频操作吧

计时唤醒

sleep和wait可以加毫秒值，不同的是，wait可以在中间被notify，如果一直没有Notify，则时间到进入阻塞或者运行状态，notify如果多个线程wait则随机唤醒一个，想同时唤醒可以使用notifyAll

线程间通信--等待唤醒机制

多任务处理同一个资源，但是任务却不相同

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之前的吃包子可以理解为通过包子的有无，分别进行操作，如上

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如上，也是我们之前说了，必须要使用同一个锁对象来调用，而且必须使用同步代码块或者同步函数

我们继续改之前的案例，这里实现包子铺一个线程，顾客3个线程都吃包子，一个人吃3个，1s做一个，

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如上，我们定义包子线程，使用num同步，其是通过构造方法传递过来，为了2个对象都能使用同一个对象，将这个对象设为一个元素的num数组，

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如上，我们定义顾客线程，给顾客起好名字，同样传入num数组地址，然后包子数量大于3的时候就去抢包子，此部分被同步代码包裹，

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main方法，创建数组，初始化值为0，然后将其传给几个线程，运行如上

线程池

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我们使用线程实例创建，但是我们数量多时，而且每个线程很短时间就结束，频繁创建线程降低效率，因为线程创建销毁都要消耗时间，今天就来了解下线程池

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线程池就是存放线程对象的容器集合（队列），使用LinkedList或者ArrayList，删除返回被移除元素，然后这个对象去run，结束后，将其添加到集合末尾，先入先出，jdk1.5以后有内置线程池，我们直接使用即可

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如上，我们某个任务由5个子任务组成，我们线程池容量为3，前三个任务进来，被3个线程接走，而4,5任务只有等待其他3个线程运行完返回线程池，才能被接收执行

在java.util.cocurrent下。有Executors类，其一个方法newFixedThreadPool可以返回可复用线程池

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工厂类返回的是ExecutorService线程池接口对象，

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我们比较关注得到是shutdown方法和submit方法，分别用于关闭线程池，不接受新任务，和执行线程的start

线程池使用步骤：1使用Executors.newFixedThreadPool()生产一个指定容量的线程池

2创建runnable实现类，重新run方法

3调用1步返回的线程池的submit，传递实现类，执行

4调用shutdown关闭线程池，不再接收新的任务（不建议这步？。。视频里这么说）

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如上，我们使用线程池接口实现3个线程得到线程池，然后使用其执行5个任务，这时我们打印线程名字，可以看到，1线程执行了3次任务，2,3线程执行了1次