Java多线程学习 （一）
Java多线程学习 （一）
1、进程和线程
1.1 进程
进程是操作系统运行程序的基本单位，是一次程序的执行。简单来说一个进程就是一个运行中的程序。
1.2 线程
线程可以认为是在进程中独立运行的子任务。一个进程会有多个线程。
1.3 进程和线程区别
进程和线程最大区别就是，各个进程是独立的，而线程却不一定，同一进程中的线程可能是相互影响的。进程属于操作心痛范围的，同一时间会运行多个程序，每个进程上的又会有多个线程在执行同个或不同的任务。
1.4 多线程
多线程就是多个线程同时运行或交替运行。单核CPU的话是顺序执行，也就是交替运行。多核CPU的话，因为每个CPU有自己的运算器，所以在多个CPU中可以同时运行。
2、使用多线程
在Java的JDK开发包中，实现多线程主要有两种，一种是继承Thread类，另一种是实现Runnable接口。其实还有很多事项多线程方法，例如：使用ExecutorService、Callable、Future实现由返回结果的多线程，这是通过线程池创建的任务，可以参考《一篇搞懂线程池》。现在我们只来具体来讲一下前两种方法的使用。
2.1 继承Thread类
在创建多线程前，我们先来看一下Thread的类结构图：
可以看出Thread实现了Runnable接口，其实Runnable和Thread的区别就在于继承Thread创建多线程不支持多继承，为了多继承完全可以使用Runnable替换，两者创建的线程本质上没有区别。@FunctionalInterface是Java8的函数式接口，方便lambda表达式使用。
我们创建一个Mythread.java继承Thread，重写run方法：
package main.java.com.xiaosen.Mythread;
/**
* @author xiaosen
* @date 2019/2/24 10:36
* @description
*/
public class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
super.run();
System.out.println("this is MyThread");
}
}运行类的代码如下：
import main.java.com.xiaosen.Mythread.MyThread;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 继承Thread
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
// lambda表达式的使用
new Thread(() -> System.out.println("this is lambda thread")).start();
System.out.println("Hello World!");
}
}运行结果如下：
this is MyThread
Hello World!
this is lambda thread这里一低昂要注意myThread调用的是start()方法，如果调用mythread.run()那么就是单纯的方法调用，而不是创建线程去执行。关于lambda表达式只给出使用方法，暂不做介绍。
从运行结果可以看见"Hello World!"的输出在两个线程中间，说明使用多线程和代码的顺序无关。CPU会以随机的时间来调用线程中的run方法。
2.3 实现Runnable接口
创建MyRunnable实现Runnable接口：
package main.java.com.xiaosen.myrunnable;
/**
* @author xiaosen
* @date 2019/2/24 11:20
* @description
*/
public class MyRunnable implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("run MyRunnable");
}
}main方法使用：
// 实现Runnable
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(myRunnable);
thread.start();
System.out.println("Hello World!");输出内容：
Hello World!
run MyRunnable使用Runnable方法需要用到Thread的构造方法。
3、线程安全
自定义的实例变量有共享和不共享之分，在多线程交互的时候很重要。
3.1 不共享数据
创建一个类继承Thread：
public class NotShareThread extends Thread{
private int count = 5;
public NotShareThread(String name){
super();
this.setName(name);
}
@Override
public void run() {
super.run();
while (count>0){
count--;
System.out.println("线程" + this.currentThread().getName() + ":count=" + count);
}
}
}
public static void main(String[] args){
NotShareThread notShareThread1 = new NotShareThread("A");
NotShareThread notShareThread2 = new NotShareThread("B");
NotShareThread notShareThread3 = new NotShareThread("C");
notShareThread1.start();
notShareThread2.start();
notShareThread3.start();
}执行结果：
线程A:count=4
线程B:count=4
线程C:count=4
线程B:count=3
线程A:count=3
线程A:count=2
线程A:count=1
线程B:count=2
线程C:count=3
线程B:count=1
线程A:count=0
线程B:count=0
线程C:count=2
线程C:count=1
线程C:count=0从输出结果可以看到每一个线程都有各自的count变量，彼此变量不共享。
3.2 共享数据
共享数据就是多个线程同时访问同一个变量，比如买火车票，多个线程同时操作剩余票数。
3.2.1 线程不安全
public class ShareThread extends Thread {
private int count = 5;
@Override
public void run() {
super.run();
count--;
System.out.println("线程" + this.currentThread().getName() + ":count=" + count);
}
public static void main(String[] args){
ShareThread shareThread = new ShareThread();
Thread a = new Thread(shareThread, "A");
Thread b = new Thread(shareThread, "B");
Thread c = new Thread(shareThread, "C");
Thread d = new Thread(shareThread, "D");
Thread e = new Thread(shareThread, "E");
a.start();
b.start();
c.start();
d.start();
e.start();
}
}输出：
线程B:count=2
线程E:count=0
线程D:count=1
线程C:count=2
线程A:count=2可以发现A，B，C三个线程的值都是2，产生非线程安全情况，我们应该避免这种情况发生。这是因为在执行i--操作分以下几步：
- 获取原有i值；
- 计算i-1；
- 堆i赋值。
在这三步中，如果有多线程同时访问，就会出现线程不安全情况。
3.2.2 线程安全
我们来看看线程安全的代码：
@Override
public void run() {
super.run();
synchronized (ShareThread.class){
count--;
System.out.println("线程" + this.currentThread().getName() + ":count=" + count);
}
}我们加上synchronized代码块加锁，那么只有拿到所锁的线程才可以执行代码块的内容，没拿到则不断尝试获取锁，知道拿到为止。
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