一、基本概念

🌔1、我们首先要理解什么是程序、进程和线程？

• 程序(program)：为了完成特定的任务，用某种语言编写的一组指令的集合。【一段静态的代码】
• 进程(process): 程序的一次执行过程或内存中正在运行的应用程序。
  • 每个进程都有一个独立的内存空间，系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。【进程的声明周期】
  • 进程是操作系统调度和分配资源的最小单位
  • 现代操作系统大多是支持多进程的，也就是说可以同时运行多个程序
• 线程（thread）：进程是程序内部的一条执行路径。
  • 一个进程中至少存在一个线程 ，在同一时间并行多个线程，我们说它是支持多线程的
  • 现成是CPU调度和执行的最小单位
  • 一个进程中的多个线程共享相同的内存单元，他们从一个堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象，使线程间的通信更加便捷、高效

🌔 2、线程采用怎样的调度方式？

• 分时调度：所有线程轮流使用CPU的使用权，并且平均分配每个线程占用CPU的时间
• 抢占式调度：让优先级高的线程以较大的概率优先使用CPU。如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个线程获得CPU的使用权。【Java采用的CPU调度模式】

🌔 3、相较于单线程，多线程程序有哪些优点？

• 提高了应用程序的相应，在图像化界面中可以增强用户的体验
• 提高了CPU的利用率
• 将长且复杂的进程分为多个线程独立运行，虽然改变了程序结构，但是有利于理解和修改

🌔 4、我们常说的并发和并行有什么区别？

• 并行（parallel）：指两个或两个以上的时间在同一时间发生，即在同一时刻，有多条指令在多个CPU上同时执行

• 并发（concurrency）：指两个或两个以上的时间在同一个时间段内发生。即在一段时间内，有多条指令在单个CPU上快速轮换、交替执行

二、创建和启动线程

🌔1、在Java中，用什么代表线程？

• Java 语言的JVM允许程序运行多个线程，使用 java.lang.Thread 类代表线程，所有线程对象都必须是Thread类或其子类的实例
• Thread 类的特性：
  • 每个线程都是通过特定的Thread对象的run()方法 来完成操作的，因此把run()方法体称为 线程执行体
  • 通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程，并不是直接调用run方法
  • 想要实现多线程，就必须在主线程中创建新的线程对象

🌔2、我们可以通过继承Thread类来创建线程类

• Java 通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下：
  • 定义Thread 的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体代表了线程需要完成的任务
  • 通过创建Thread子类的实例来创建线程对象
  • 通过调用线程对象的start()方法来启动该线程
• 参考代码如下：

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0*/
public class MyThreadTest {public static void main(String[] args) {//创建线程类的实例MyThread myThread = new MyThread("线程A");//调用start方法执行线程myThread.start();MyThread mt2 = new MyThread("线程B");mt2.start();}
}class MyThread extends Thread{public MyThread(){}public MyThread(String message){super(message);}@Overridepublic void run() {for(int i = 1; i < 10; i++){System.out.println(getName() + "线程正在执行" + i);}}
}

• 总结：
  • 在代码中先启动的线程不一定先执行，多个进程交替执行
  • 如果自己手动调用run()方法，那么就是一个普通方法，没有开启多线程模式
  • run() 方法由JVM调用，什么时候调用，执行的过程控制都由操作系统的CPU调度决定
  • 想要启动多线程，必须调用start方法
  • 一个线程对象只能调用一次 start() 方法启动

🌔 3、我们可以通过实现Runnable接口创建线程类

• 具体步骤如下：
  • 定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该方法的方法体同样是线程的执行体
  • 创建Runnable实现类的对象，并以该实例作为Thread的target参数来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象
  • 利用这个线程对象的start方法启动线程

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0*/
public class MyThreadTest2{public static void main(String[] args) {//创建线程任务对象MyThread2 m2 = new MyThread2();//创建线程对象[用指定的线程和指定的线程名]Thread thread = new Thread(m2, "长江一号");//启动线程thread.start();}
}class MyThread2 implements Runnable{@Overridepublic void run() {for(int i = 0; i < 10; i++){//继承Thread类可以直接使用getName方法获取线程名，但是采用实现Runnable接口//的方式，必须要通过Thread.currentThread()来调用System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);}}
}

• 实际上，所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的
• 不管是继承Thread类,还是实现Runnable接口来实现多线程，最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的，熟悉Thread类的API是进行多线程编程的基础。

🌔 4、我们还可以通过匿名内部类实现线程的创建和启动

• 继承Thread类的匿名类写法

new Thread("新的线程!"){@Overridepublic void run(){for(int i = 0; i < 10; i++){System.out.println(getName() + " 正在执行 " + i);}}
}.start();

• 实现Runnable接口的匿名类写法

new Thread(new Runnable(){@Overridepublic void run(){for(int i = 0; i < 10; i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在执行 " + i);}}
}).start();

🌔 5、2和3采用的两种方法有什么异同点呢？

• 联系：Thread类实际上实现了Runnable接口

  • public class Thread extends Object implements Runnable

• 区别：

  • 继承Thread：线程代码存放在Thread子类run方法中
  • 实现Runnable：线程代码存放在接口的子类run方法中

• 实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势

  • 避免了单继承的局限性
  • 多个线程可以共享同一个接口实现类的对象，适合多个相同线程来处理同一份资源
  • 增加了程序的健壮性，实现了解耦操作，代码可以被多个线程共享，代码和线程独立开来

🌔 6、练习

创建两个分线程，让其中一个线程输出1-100之间的偶数，另一个线程输出1-100之间的奇数。

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0* 创建两个分线程，让其中一个线程输出1-100之间的偶数，另一个线程输出1-100之间的奇数。*/
public class ThreadTest1 {public static void main(String[] args) {//创建线程1Thread m1 = new Thread(new MyThread3(), "长江一号");m1.start();//创建线程2MyThread4 m2 = new MyThread4("长江二号");m2.start();}}
//实现Runnable接口的效果比继承Thread类的效果要好
class MyThread3 implements Runnable{@Overridepublic void run(){while(true){for(int i = 1; i <= 100; i += 2){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -奇数- " + i);}break;}}
}
class MyThread4 extends Thread{public MyThread4(String message){super(message);}@Overridepublic void run(){while(true){for(int i = 2; i <= 100; i += 2){System.out.println(getName() + " -偶数- " + i);}break;}}
}

三、Thread的常用结构

🌔 1、首先我们要了解Thread类的构造器有哪几种形式？

• public Thread(): 分配一个新的线程对象
• public Thread(String name)： 分配一个指定名字的新线程对象
• public Thread(Runnable target)：指定创建线程的目标对象，它实现了Runnable接口中的run方法
• public Thread(Runnable target, String name): 分配一个带有指定目标新的线程对象并指定了线程名

🌔 2、其次我们需要了解与线程相关的常用方法有哪些呢？【为了方便记忆将其分为三组】

（1）常用方法系列一

• public void run(): 此线程要执行的任务在此处定义代码（run方法的方法体就是这个线程的功能）
• public void start(): 此线程开始执行，启动后Java虚拟机会调用此线程的run方法
• public String getName(): 获取当前的线程名
• public void setName(String name): 设置该线程名字
• public static Thread currentThread():返回当前正在执行的线程对象的引用
• public static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停
• public static void yield(): yield只是让当前线程暂停一下，让系统的线程调度器重新调度一次，希望优先级与当前线程相同或更高的其他线程能够获得执行机会，但是这个不能保证，完全有可能的情况是，当某个线程调用了yield方法暂停之后，线程调度器又将其调度出来重新执行。

（2）常用方法系列二

• public final boolean isAlive(): 测试线程是否处于活动状态【只要线程启动后没处于终止状态，就算活动状态】
• void join(): 等待该线程终止
  • void join(long millis):等待该线程的终止时间最长为millis毫秒，时间一到将不再等待【类似于倒计时关机】
  • void join(long millis, int nanos):等待该线程终止的时间最长为millis毫秒+nanos纳秒
• public final void stop(): 已过时，不建议使用。强行结束一个线程的执行，直接进入死亡状态【可能会导致一些清理工作无法完成、数据不同步】
• void suspend() / void resume(): 这两个操作就好比播放器的暂停和恢复。两者必须成对出现，否则容易发生死锁。
  • suspend()调用会导致线程暂停，但不会释放任何锁资源，导致其他线程都无法访问被他占用的锁
  • 直到调用resume()
  • 已过时，不建议使用

（3）常用方法系列三

每个线程都有一定的优先级，同优先级线程组成先进先出队列（先到先服务），使用分时调度策略。优先级高的线程采用抢占式策略，获得较多的执行机会。每个线程默认的优先级都与创建它的父线程具有相同的优先级。

• Thread类的三个优先级常量：
  • MAX_PRIORITY(10): 最高优先级
  • MIN_PRIORITY(1): 最低优先级
  • NORM_PRIORITY(5): 普通优先级，默认情况下main线程具有普通优先级
• 与线程优先级相关的两个方法：
  • public final int getPriority(): 返回线程的优先级
  • public final void setPriority(int newPriority): 改变线程的优先级，范围在[1, 10]之间

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0* 声明一个匿名内部类继承Thread类，重写run方法，* 实现打印[1,100]之间的偶数，要求每隔1秒打印1个偶数。* 声明一个匿名内部类继承Thread类，重写run方法，实现打印[1,100]之间的奇数，* 当打印到5时，让奇数线程暂停一下，再继续。* 当打印到5时，让奇数线程停下来，让偶数线程执行完再打印。*/
public class ThreadWork1 {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(){@Overridepublic void run() {for(int i = 2; i <= 100; i += 2){System.out.println(i);try{sleep(1000);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}}};t.start();//创建一个新的线程打印奇数，这两个线程都是采用匿名类继承Thread类实现的Thread t2 = new Thread(){@Overridepublic void run() {for(int i = 1; i <= 100; i += 2){System.out.println(i);if(i == 5){
//                        yield(); 问题要求的是尝试让奇数线程等一会儿和让奇数线程停止try{join();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}}}};t2.start();}
}

🌔 3、什么是守护线程呢？

有一种线程，它在后台运行，它的任务是为其他线程提供服务的，这种线程被称为守护线程
如果其他非守护线程全部死亡，那么守护线程自动死亡

• isDaemon() 可以判断线程是否为守护线程
• setDaemon(true) 可以将指定线程设置为守护线程 【只能在这个指定线程启动(start)前使用】

案例分析：创建一个守护线程、让main线程做其他线程，感受守护线程自动死亡的效果

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0*/
public class MyThreadTest3 {public static void main(String[] args) {MyThread5 m5 = new MyThread5();//将我们创建的线程对象设置为守护线程m5.setDaemon(true);//启动m5.start();//用我们的主线程打印1-100，来体验所有非守护线程死亡后，守护线程自动死亡的效果for(int i = 1; i <= 100; i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);}}
}class MyThread5 extends Thread{@Overridepublic void run(){//让循环条件为true，我们是希望它一直运行下去while(true){System.out.println("我会一直守护你!");try{Thread.sleep(1);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}}
}

四、多线程的生命周期

Java语言使用Thread类及其子类的对象来表示线程，在它的一个完整的生命周期中通常要经历如下一些状态：

JDK1.5之前的 5 种状态

• 线程的生命周期有五种状态：新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、死亡（Dead）。CPU需要在多条线程之间切换，就导致线程状态会多次在运行、阻塞、就绪之间切换
  
  1、新建

• 当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建状态

• 此时它和其他Java对象一样，仅仅有JVM为其分配了内存，并初始化了实例变量的值

• 此时线程对象并没有任何线程的动态特征，程序也不会执行它的线程体

2、就绪

• 线程调用 start 方法之后，现成就从新建状态转为就绪状态 【程序只能对新建状态的线程调用一次start】
• JVM会为其创建方法调用栈和程序计数器，处于这个状态中的线程并没有开始运行，只是具备了运行的条件
• 随时可以被调度，具体什么时候被调度取决于JVM里的线程调度器

3、运行

• 如果处于就绪状态的线程获得了CPU资源时，则会开始执行run方法的线程体代码，此时线程处于运行状态

• 计算机有几个CPU核心，在同一时刻就可以有几个线程在并行执行

• 对于抢占式策略的系统而言，系统会给每个可执行的线程一个小时间段来处理任务，当时间用完，系统会剥夺该线程所占用的资源，让其回到就绪状态等待下一次被调度。

• 此时其他线程将获得执行机会，抢占式策略下，会更具线程的优先级来分配CPU的执行权给线程，如果优先级相同，那么将会采用先来先服务的方式

4、阻塞

• 当在运行过程中的线程遇到一下情况时，会让出CPU并临时终止自己的执行，进入到阻塞状态：

  • 线程调用了 sleep()方法，主动放弃所占用的CPU资源
  • 线程试图获取一个同步监听器，但该同步监听器正在被其他线程持有
  • 线程执行过程中，同步监听器调用了wait(),让它等待某个通知(notify)
  • 线程执行过程中，遇到了其他线程对象的加塞(join)
  • 线程被调用suspend方法被挂起 【已过时，容易发生死锁】

• 阻塞线程被唤醒（重新转入到就绪状态）有以下几种情况：

  • 线程 sleep() 时间到了
  • 线程成功获得了同步监听器
  • 线程等到了通知(notify)
  • 线程wait的时间到了
  • 加塞的线程结束了
  • 被挂起的线程又被调用了resume恢复方法【已过时，容易发生死锁】

5、死亡

• 线程会以以下三种方式之一结束，结束后的线程就会处于死亡状态
  • run() 方法执行完成，线程正常结束
  • 线程执行过程中抛出了一个未捕获的异常或错误【Exception / Error】
  • 直接调用该线程的 stop() 来结束该线程 【已过时】

JDK1.5及之后的6中状态：

在 java.lang.Thread.State (线程状态) 的枚举类中这样定义：

public enum State{NEW,RUNNABLE,BLOCKED,WAITING,TIMED_WAITING,TERMINATED;
}

• NEW(新建)：线程刚被创建，但是并未启动，还没调用start方法
• RUNNABLE（可运行）：这里没有区分就绪和运行状态。因为对于Java对象来说，只能标记为可运行，至于什么时候运行，不是JVM来控制的了，是OS来进行调度的，而且时间非常短暂，因此对于Java对象的状态来说，无法区分。
• Terminated（被终止）：表明此线程已经结束生命周期，终止运行

重点说明，根据Thread.State的定义，阻塞状态分为三种：BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING。

• BLOCKED（锁阻塞）：一个正在阻塞、等待一个监视器锁（锁对象）的线程处于这一状态。只有获得锁对象的线程才能有执行机会。

  • 比如，线程A与线程B代码中使用同一锁，如果线程A获取到锁，线程A进入到Runnable状态，那么线程B就进入到Blocked锁阻塞状态。

• TIMED_WAITING（计时等待）：一个正在限时等待另一个线程执行一个（唤醒）动作的线程处于这一状态。

  • 当前线程执行过程中遇到Thread类的sleep或join，Object类的wait，LockSupport类的park方法，并且在调用这些方法时，设置了时间，那么当前线程会进入TIMED_WAITING，直到时间到，或被中断。

• WAITING（无限等待）：一个正在无限期等待另一个线程执行一个特别的（唤醒）动作的线程处于这一状态。

  • 当前线程执行过程中遇到遇到Object类的wait，Thread类的join，LockSupport类的park方法，并且在调用这些方法时，没有指定时间，那么当前线程会进入WAITING状态，直到被唤醒。
    • 通过Object类的wait进入WAITING状态的要有Object的notify/notifyAll唤醒；
    • 通过Condition的await进入WAITING状态的要有Condition的signal方法唤醒；
    • 通过LockSupport类的park方法进入WAITING状态的要有LockSupport类的unpark方法唤醒
    • 通过Thread类的join进入WAITING状态，只有调用join方法的线程对象结束才能让当前线程恢复；

说明：当从WAITING或TIMED_WAITING恢复到Runnable状态时，如果发现当前线程没有得到监视器锁，那么会立刻转入BLOCKED状态。

通过案例演示来感受进程在各种状态之间切换

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0*/
public class MyThreadState {public static void main(String[] args) throws InterruptedException{MyThread6 m6 = new MyThread6();System.out.println(m6.getName() + " " + m6.getState());m6.start();//如果线程不处于终止状态，那么我们就每隔0.5s输出一次线程名和线程状态while(m6.getState() != Thread.State.TERMINATED){System.out.println(m6.getName() + " " + m6.getState());Thread.sleep(500);}System.out.println(m6.getName() + " " + m6.getState());}
}class MyThread6 extends Thread{@Overridepublic void run() {//此处添加将循环条件设为true，然后在for循环结束后又跳出循环的设置不知道有什么用while(true){for(int i = 0; i < 10; i++){System.out.println(i);try{sleep(1000);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}break;}}
}

五、线程安全问题及解决

当我们使用多个线程访问同一资源的时候，若多个线程只有读操作，那么不会发生线程安全问题，但如果多个线程中对资源读和写的操作，就容易出现线程安全问题

同一资源问题和线程安全问题

（1）第一种情况：局部变量不能共享

package com.atguigu.unsafe;class Window extends Thread {public void run() {int ticket = 100;while (ticket > 0) {System.out.println(getName() + "卖出一张票，票号:" + ticket);ticket--;}}
}public class SaleTicketDemo1 {public static void main(String[] args) {Window w1 = new Window();Window w2 = new Window();Window w3 = new Window();w1.setName("窗口1");w2.setName("窗口2");w3.setName("窗口3");w1.start();w2.start();w3.start();}
}

结果：三个窗口操作的局部变量 ticket是独立的，最终卖出300张票

（2）第二种情况：不同对象的实例变量不共享

package com.atguigu.unsafe;class TicketWindow extends Thread {private int ticket = 100;public void run() {while (ticket > 0) {System.out.println(getName() + "卖出一张票，票号:" + ticket);ticket--;}}
}public class SaleTicketDemo2 {public static void main(String[] args) {TicketWindow w1 = new TicketWindow();TicketWindow w2 = new TicketWindow();TicketWindow w3 = new TicketWindow();w1.setName("窗口1");w2.setName("窗口2");w3.setName("窗口3");w1.start();w2.start();w3.start();}
}

• 和前一种的区别在于，将run方法中的局部变量改为线程类的实例变量
• 但是由于不同实例对象的实例变量是独立的，还是会导致卖出300张票

（3）第三种情况：静态变量是共享的

package com.atguigu.unsafe;class TicketSaleThread extends Thread {private static int ticket = 100;public void run() {while (ticket > 0) {try {Thread.sleep(10);//加入这个，使得问题暴露的更明显} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(getName() + "卖出一张票，票号:" + ticket);ticket--;}}
}public class SaleTicketDemo3 {public static void main(String[] args) {TicketSaleThread t1 = new TicketSaleThread();TicketSaleThread t2 = new TicketSaleThread();TicketSaleThread t3 = new TicketSaleThread();t1.setName("窗口1");t2.setName("窗口2");t3.setName("窗口3");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

• 将票数设置为线程类的静态变量，多个线程共享这个数据
• 发现结果卖出的票数接近100张，因为存在重复票和负数票的情况
• 这是因为在多个线程同时操作一个数据的时候，会出现数据不同步的现象

（4）第四种情况：同一个对象的实例变量共享

package com.atguigu.safe;class TicketSaleRunnable implements Runnable {private int ticket = 100;public void run() {while (ticket > 0) {try {Thread.sleep(10);//加入这个，使得问题暴露的更明显} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出一张票，票号:" + ticket);ticket--;}}
}public class SaleTicketDemo4 {public static void main(String[] args) {TicketSaleRunnable tr = new TicketSaleRunnable();Thread t1 = new Thread(tr, "窗口一");Thread t2 = new Thread(tr, "窗口二");Thread t3 = new Thread(tr, "窗口三");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

• 对于这三个线程对象都是基于一个线程target创建的
• 卖出的票接近100张，还是存在线程安全的问题

（5）第五种情况：抽取资源类，共享同一个资源对象

package com.atguigu.unsafe;//1、编写资源类
class Ticket {private int ticket = 100;public void sale() {if (ticket > 0) {try {Thread.sleep(10);//加入这个，使得问题暴露的更明显} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出一张票，票号:" + ticket);ticket--;} else {throw new RuntimeException("没有票了");}}public int getTicket() {return ticket;}
}public class SaleTicketDemo5 {public static void main(String[] args) {//2、创建资源对象Ticket ticket = new Ticket();//3、启动多个线程操作资源类的对象Thread t1 = new Thread("窗口一") {public void run() {while (true) {ticket.sale();}}};Thread t2 = new Thread("窗口二") {public void run() {while (true) {ticket.sale();}}};Thread t3 = new Thread(new Runnable() {public void run() {ticket.sale();}}, "窗口三");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

• 根据共享资源设计了一个资源类，提供特殊的方法完成售票的动作
• 卖出接近100张票，还是存在线程安全问题

上面给出的几种情况均存在线程安全问题，那么我们应该如何解决呢？

同步机制解决线程安全问题

• 在Java中提供了同步机制（synchronized）来解决多线程并发访问一个资源的安全性问题

• 在任何时候，最多允许一个线程拥有同步锁，谁拿到锁就进入代码块，其他线程只能在外面等着（BLOCKED）【忙则等待】

🌔 1、同步机制是如何解决线程安全问题的呢？

• 其实就相当于给某段代码加“锁”，任何线程想要执行这段代码，都要先获得“锁”，我们称它为同步锁。因为Java对象在堆中的数据分为分为对象头、实例变量、空白的填充。而对象头中包含：

  • Mark Word：记录了和当前对象有关的GC、锁标记等信息。
  • 指向类的指针：每一个对象需要记录它是由哪个类创建出来的。
  • 数组长度（只有数组对象才有）

• 哪个线程获得了“同步锁”对象之后，”同步锁“对象就会记录这个线程的ID，这样其他线程就只能等待了，除非这个线程”释放“了锁对象，其他线程才能重新获得/占用”同步锁“对象。

• 我们采用 synchronized 关键字定义同步代码块，表示只对这个区域的资源实行互斥访问

synchronized(同步锁){需要同步操作的代码
}

• 采用 synchronized 关键字修饰的方法我们称为同步方法，表示同一时刻只有一个线程能进入这个方法，其他线程在外面等着

public synchronized void method(){可能会产生线程安全问题的代码
}

🌔 2、同步锁的实现机制是怎样的呢？

对于并发工作，需要防止共享资源竞争。第一个访问某项资源的任务必须锁定这项资源，使其他任务在其被解锁之前，就无法访问这项资源；解锁后，其他任务中的一个就可以访问这个临界资源了。

🌔 3、synchronize 的锁是什么呢？

• 同步锁对象可以是任意类型，但是必须保证竞争 “同一个共享资源” 的多个线程必须使用同一个 “同步锁对象”
• 对于同步代码块来说，同步锁对象是程序员指定的，对于同步方法来说，同步锁的对象只能是默认的
  • 静态方法：当前类的 Class 对象（类名.class）
  • 非静态方法：this

🌔 4、同步操作的思考顺序？

（1）第一步，如何判断是否存在线程安全问题呢？

• 明确那些代码是多线程运行的代码
• 明确多个线程是否有共享数据
• 明确多线程运行代码中是否有多条语句操作共享数据

（2）第二步，如果存在线程安全问题，那么我们如何解决呢？

• 对于多条操作共享数据的语句，只能让一个线程完全执行完这些语句，才能让其他线程执行
• 也就是说，对于操作共享数据的雨具都要放到同步范围内

（3）最后，要确定好同步的范围

• 范围太小可能会导致仍然存在线程安全问题
• 范围太大，一旦某个线程抢到锁，其他线程只能一直等待，会降低CPU利用率

🌔 5、演示如何加锁？

静态方法加锁

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0* 静态方法加锁*/
public class ThreadSafe1 {public static void main(String[] args) {//创建三个线程代表三个售票窗口Thread1 t1 = new Thread1();Thread1 t2 = new Thread1();Thread1 t3 = new Thread1();//因为没有设置带参的构造方法，所以只能用setName设置线程名t1.setName("窗口1");t2.setName("窗口2");t3.setName("窗口3");//启动三个线程t1.start();t2.start();t3.start();}
}class Thread1 extends Thread{//将共享变量设置为静态变量[100张票]private static int ticket = 100;@Overridepublic void run() {//票数不为零才能继续买票while(ticket > 0){salOneTicket();}}//提供一个静态方法来实现卖票的动作，我们为这个方法加锁 >> 在同一时刻只能有一个线程调用这个方法public synchronized static void salOneTicket(){if(ticket > 0){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出一张票，票号:" + ticket);ticket--;}}
}

非静态方法加锁

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0* 非静态方法加锁 -- 采用的是实现Runnable接口，利用一个线程target创建三个线程对象*/
public class ThreadSafe2 {public static void main(String[] args) {//创建线程的目标targetThread2 t = new Thread2();//创建三个线程Thread t1 = new Thread(t, "窗口1");Thread t2 = new Thread(t, "窗口2");Thread t3 = new Thread(t, "窗口3");//启动t1.start();t2.start();t3.start();}
}class Thread2 implements Runnable{private int ticket = 100;@Overridepublic void run() {while(ticket > 0){salOneTicket();}}//提供一个非静态加锁的售票方法public synchronized void salOneTicket(){if(ticket > 0){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在售票，票号:" + ticket);ticket--;}}
}

同步代码块

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0* 同步代码块 -- 通过创建资源类来共享数据*/
public class ThreadSafe3 {public static void main(String[] args) {//创建资源类的对象Ticket ticket = new Ticket();//通过匿名内部类创建线程对象Thread t1 = new Thread("窗口一"){@Overridepublic void run() {while(true){synchronized (ticket){ticket.sal();}}}};Thread t2 = new Thread("窗口二"){@Overridepublic void run() {while(true){synchronized (ticket){ticket.sal();}}}};Thread t3 = new Thread(new Runnable(){@Overridepublic void run() {while(true){synchronized (ticket){ticket.sal();}}}}, "窗口三");//启动t1.start();t2.start();t3.start();}
}class Ticket{private int ticket = 100;public void sal(){if(ticket > 0){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在售票，票号:" + ticket);ticket--;}else{//因为在线程的run方法内，采用了无限循环，所以此处通过抛出异常代替return结束线程throw new RuntimeException("当前无余票!");}}//提供一个方法获取私有变量public int getTicket(){return ticket;}
}

银行有两个储户分别向同一个账户存3000元，每次存1000，存3次。每次存完打印账户余额。
问题：该程序是否有安全问题，如果有，如何解决？
【提示】
1，明确哪些代码是多线程运行代码，须写入run()方法
2，明确什么是共享数据。
3，明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0* 银行有一个账户。* 有两个储户分别向同一个账户存3000元，每次存1000，存3次。每次存完打印账户余额。* 问题：该程序是否有安全问题，如果有，如何解决？* 答：存在安全问题，需要对操作共享数据的部分添加锁* 【提示】* 1，明确哪些代码是多线程运行代码，须写入run()方法* 2，明确什么是共享数据。* 3，明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。*/
public class ThreadSafeWork {public static void main(String[] args) {//线程targetMyNewThread thread = new MyNewThread();Thread t1 = new Thread(thread, "账户A");Thread t2 = new Thread(thread, "账户B");t1.start();t2.start();}
}
//我选择采用同一个线程对象访问实例变量[目的是共享数据]，然后对存款操作的方法加锁
class MyNewThread implements Runnable{private double balance = 0.0;@Overridepublic void run() {for(int i = 0; i < 3; i++){deposit();}}public synchronized void deposit(){balance += 1000;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "存钱一次, 余额: " + balance);}
}

• 进阶思考，如何实现两个储户交替存钱

我选择的方法是：给每个存钱操作后添加一个线程睡眠的动作；原因：当前线程睡眠时间足够长，那么一定是另一个线程来完成操作

六、引入一些进阶的同步相关概念

单例设计模式的线程安全问题

（1）饿汉式没有线程安全问题

• 因为饿汉式在类初始化时就直接创建单例对象，而类初始化过程是没有线程安全问题的

饿汉式的体现形式有两种：

//第一种
public class HungrySigle{private static final HungrySingle INSTANCE = new HungrySingle(); //对象是否定义为final都可以private HungrySingle(){}public static HungrySingle getInstance(){return INSTANCE;}
}

//第二种
public enum HungryOne{INSTANCE;
}

我们需要编写一个类进行测试

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0* 饿汉式线程问题演示*/
public class HungrySingleTest {//创建两个饿汉式线程的对象static HungrySingle hs1 = null;static HungrySingle hs2 = null;public static void main(String[] args) {//通过两个线程来获取INSTANCEThread t1 = new Thread(){@Overridepublic void run() {hs1 = HungrySingle.getInstance();}};Thread t2 = new Thread(){@Overridepublic void run() {hs2 = HungrySingle.getInstance();}};t1.start();t2.start();try {t1.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}try {t2.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(hs1);System.out.println(hs2);//结果为true，说明这两个线程是一个对象System.out.println(hs1 == hs2);}
}class HungrySingle{private static final HungrySingle INSTANCE = new HungrySingle();public HungrySingle(){}//获取我们饿汉式对象的方法public static HungrySingle getInstance(){return INSTANCE;}
}

（2）懒汉式线程安全问题

• 延迟创建对象，第一次调用getInstance方法再创建对象

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0*/
public class LazyOne {private static LazyOne instance;private LazyOne(){}//方式一：public static synchronized LazyOne getInstance1(){if(instance == null){instance = new LazyOne();}return instance;}//方式二：public static LazyOne getInstance2(){synchronized (LazyOne.class){if(instance == null){instance = new LazyOne();}return instance;}}//方式三：public static LazyOne getInstance3(){if(instance == null){synchronized (LazyOne.class){try{Thread.sleep(10);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}if(instance == null){instance = new LazyOne();}}}return instance;}}

采用内部类获取懒汉式线程的INSTANCE

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0*/
public class LazySingle {private LazySingle(){}public static LazySingle getInstance(){return Inner.INSTANCE;}public static class Inner{static final LazySingle INSTANCE = new LazySingle();}
}

• 内部类只有在外部类被调用才加载，产生INSTANCE实例
• 不用加锁，因此具有两个模式的优点，同时屏蔽了它们的缺点，是最好的单例模式
• 此时的内部类，也可以使用enum进行定义

我们编写代码进行测试：

import org.junit.Test;public class TestLazy{@Testpublic void test01(){LazyOne s1 = LazyOne.getInstance();LazyOne s2 = LazyOne.getInstance();System.out.println(s1);System.out.println(s2);System.out.println(s1 == s2);}//把s1和s2声明在外面，是想要在线程的匿名内部类中为s1和s2赋值LazyOne s1；LazyOne s2;@Testpublic void test02(){Thread t1 = new Thread(){public void run(){s1 = LazyOne.getInstance();}};Thread t2 = new Thread(){public void run(){s2 = LazyOne.getInstance();}};//启动s1.start();s2.start();//暂停try{t1.join();t2.join();}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}System.out.println(s1);System.out.println(s2);System.out.println(s1 == s2);}LazySingle obj1;LazySingle obj2;@Testpublic void test03(){Thread t1 = new Thread(){public void run(){obj1 = LazySingle.getInstance();}};Thread t2 = new Thread(){public void run(){obj2 = LazySingle.getInstance();}};t1.start();t2.start();try {t1.join();t2.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(obj1);System.out.println(obj2);System.out.println(obj1 == obj2);}
}

死锁

• 不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁 【死等、无限等待】

• 一旦出现死锁，那么整个程序不会发生异常，也不会给出任何提示，只是所有线程处于阻塞状态，无法继续执行。

• 那么死锁是如何发生的呢？【同时具备以下四个条件 >> 死锁】

  • 互斥条件
  • 占用且等待
  • 不可抢夺
  • 循环等待

• 那么我们如何解决死锁问题呢？【死锁发生后无法干预，只能提前规避】

• 互斥条件基本上无法被破坏，因为线程需要通过互斥解决安全问题

• 可以考虑一次性申请所有所需的资源，这样就不存在等待问题

• 占用部分资源的线程在进一步申请其他资源时，如果申请不到，就主动释放掉已经占用的资源

• 可以将资源改为线性顺序。申请资源时，先申请序号较小的，这样避免循环等待问题

列举几个死锁案例：

案例一：

public class DeadLockTest {public static void main(String[] args) {StringBuilder s1 = new StringBuilder();StringBuilder s2 = new StringBuilder();new Thread() {public void run() {synchronized (s1) {s1.append("a");s2.append("1");try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (s2) {s1.append("b");s2.append("2");System.out.println(s1);System.out.println(s2);}}}}.start();new Thread() {public void run() {synchronized (s2) {s1.append("c");s2.append("3");try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (s1) {s1.append("d");s2.append("4");System.out.println(s1);System.out.println(s2);}}}}.start();}
}

案例二：

class A {public synchronized void foo(B b) {System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()+ " 进入了A实例的foo方法"); // ①try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException ex) {ex.printStackTrace();}System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()+ " 企图调用B实例的last方法"); // ③b.last();}public synchronized void last() {System.out.println("进入了A类的last方法内部");}
}class B {public synchronized void bar(A a) {System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()+ " 进入了B实例的bar方法"); // ②try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException ex) {ex.printStackTrace();}System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()+ " 企图调用A实例的last方法"); // ④a.last();}public synchronized void last() {System.out.println("进入了B类的last方法内部");}
}public class DeadLock implements Runnable {A a = new A();B b = new B();public void init() {Thread.currentThread().setName("主线程");// 调用a对象的foo方法a.foo(b);System.out.println("进入了主线程之后");}public void run() {Thread.currentThread().setName("副线程");// 调用b对象的bar方法b.bar(a);System.out.println("进入了副线程之后");}public static void main(String[] args) {DeadLock dl = new DeadLock();new Thread(dl).start();dl.init();}
}

案例三：

public class TestDeadLock {public static void main(String[] args) {Object g = new Object();Object m = new Object();Owner s = new Owner(g,m);Customer c = new Customer(g,m);new Thread(s).start();new Thread(c).start();}
}
class Owner implements Runnable{private Object goods;private Object money;public Owner(Object goods, Object money) {super();this.goods = goods;this.money = money;}@Overridepublic void run() {synchronized (goods) {System.out.println("先给钱");synchronized (money) {System.out.println("发货");}}}
}
class Customer implements Runnable{private Object goods;private Object money;public Customer(Object goods, Object money) {super();this.goods = goods;this.money = money;}@Overridepublic void run() {synchronized (money) {System.out.println("先发货");synchronized (goods) {System.out.println("再给钱");}}}
}

JDK5.0新特性：Lock（锁）

• JDK5.0的新增功能，保证线程的安全。与采用synchronized相比，Lock可提供多种锁方案，更灵活、更强大。Lock通过显式定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当
• java.util.concurrent.locks.Lock 接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具
  • 锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象
• 在实现线程安全的控制中，常用 ReentrantLock来实现显式加锁、释放锁
  • ReentrantLock 类实现了Lock接口，它拥有与synchronize相同的并发性和内存语义，但是添加了类似锁投票、定时锁等候和可中断锁等候的一些特征。【竞争激烈的情况下使用更佳】
  • Lock锁也成为同步锁，有两个常用方法：
    • public void lock(): 加同步锁
    • public void unlock():释放同步锁

🌔 1、我们该如何使用 ReentrantLock 呢？

• 可以参考下面的代码

class Main{//创建Lock的实例，确保多个线程共享同一个Lock的实例private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public void m(){//调用lock方法，实现共享代码的锁定lock.lock();try{//保证线程安全的代码}finally{//调用unlock()，释放共享代码的锁定，因为同步代码块可能出现异常，所以将unlock放到finally中lock.unlock();}}
}

以两个窗口售票为例，演示如何使用ReentrantLock加锁和释放锁

package com.zwh.shangguigu.thread_;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** @author Bonbons* @version 1.0*/
public class ReentrantLockTest {public static void main(String[] args) {//创建线程target的实例Windows windows = new Windows();Thread t1 = new Thread(windows);Thread t2 = new Thread(windows);//启动t1.start();t2.start();}}
//线程target
class Windows implements Runnable{//共享实例变量[此处设置为私有不是重点，所以直接设置为公有]int ticket = 100;//创建我们的锁对象private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();@Overridepublic void run() {while(true){try{//共享部分加锁lock.lock();if(ticket > 0){try{Thread.sleep(10);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}System.out.println(ticket--);}else{break;}}finally {lock.unlock();}}}
}

🌔 2、那么Lock和ReentrantLock有什么区别呢？

• Lock是显式锁（需要手动开启和关闭），synchronized是隐式锁，出了作用域遇到异常自动解锁
• Lock只有代码块锁，synchronized 有代码块锁和方法锁
• 使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具备更好的扩展性（提供更多的子类），更体现面向对象
• Lock锁可以对读不加锁，对写加锁，synchronized不可以
• Lock锁可以有多钟获取锁的方式，可以从sleep的线程中抢到锁，synchronized不可以
• 开发建议中处理线程安全问题的优先使用顺序为：Lock >> 同步代码块 >> 同步方法

七、进程间的通信

🌔 1、进程之间为什么需要通信？

当我们需要多个线程来共同完成一件任务，并且我们希望他们有规律的执行，那么多线程之间需要一些通信机制，可以协调它们的工作，以此实现多线程共同操作一份数据。[等待唤醒机制]

🌔 2、什么是等待唤醒机制？

• 是多个线程之间的一种协作机制，与此相反多个线程去获得锁属于是一种竞争机制
• 在一个线程满足某个条件时，就进入等待状态（wait() / wait(time)）
  • 等待其他进程执行完他们指定代码后再将其唤醒(notify())
  • 或可以指定wait的时间，等时间一到就会自动唤醒
  • 有多个线程进行等待时，如果有需要唤醒全部等待线程，可以通过 notifyAll()来唤醒所有的等待线程
  • wait / notify 就是进程间的一种协作机制

对这几个方法再展开叙述一下：

• wait:线程不再活动，不再参与调度，进入 wait set 中，因此不会浪费 CPU 资源，也不会去竞争锁了，此处线程处于 WAITING 或 TIMED_WAITING 的状态。等待获得 notify 通知 或 达到等待时间，在这个对象上等待的线程从wait set 中释放出来，重新进入到调度队列（ready queue）中
• notify： 选取所通知对象的wait set 中的一个线程释放
• notifyAll：释放所通知对象的 wait set 上的全部线程

我们需要知道，被通知的线程被唤醒后不一定立刻恢复执行，因为它当初中断的地方是在同步块内，而此刻它已经不持有锁，所以它需要再次尝试去获取锁（很可能面临其它线程的竞争），成功后才能在当初调用 wait 方法之后的地方恢复执行。

• 在等待线程被唤醒后
  • 如果能获取锁，线程从 WAINTING 状态变为 RUNNABLE(可运行) 状态
  • 否则，线程就从 WAITING 状态变成 BLOCKED（等待锁）状态

案例：使用两个线程打印 1-100，采用线程1、2交替打印

class Communication implements Runnable {int i = 1;public void run() {while (true) {synchronized (this) {notify();if (i <= 100) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i++);} elsebreak;try {wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

🌔 3、调用wait和notify需要注意哪些问题？

（1）wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为：对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait方法后的线程。

（2）wait方法与notify方法是属于Object类的方法的。因为：锁对象可以是任意对象，而任意对象的所属类都是继承了Object类的。

（3）wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为：必须要通过锁对象调用这2个方法。否则会报java.lang.IllegalMonitorStateException异常。

🌔 4、经典案例——生产者与消费者问题

• 该问题描述了多个（>=2）共享固定大小缓冲区的线程，在实际运行时会发生的问题

  • 生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程
  • 与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据
  • 问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据

• 生产者与消费者问题中其实隐含了两个问题：

  • 线程安全问题：因为生产者与消费者共享数据缓冲区，产生安全问题 【可以采用同步解决】
  • 线程的协调工作问题：
    • 要解决该问题，就必须让生产者线程在缓冲区满时等待(wait)，暂停进入阻塞状态，等到下次消费者消耗了缓冲区中的数据的时候，通知(notify)正在等待的线程恢复到就绪状态，重新开始往缓冲区添加数据。-
    • 同样，也可以让消费者线程在缓冲区空时进入等待(wait)，暂停进入阻塞状态，等到生产者往缓冲区添加数据之后，再通知(notify)正在等待的线程恢复到就绪状态

代码实现生产者与消费者：

package com.zwh.shangguigu.thread_;/*** @author Bonbons* @version 1.0*/
public class ConsumerProducerTest {public static void main(String[] args) {//创建我们资源类、生产者、消费者的实例Clerk clerk = new Clerk();Producer p1 = new Producer(clerk);Consumer c1 = new Consumer(clerk);Consumer c2 = new Consumer(clerk);//设置线程名p1.setName("生产者1");c1.setName("消费者1");c2.setName("消费者2");//启动线程p1.start();c1.start();c2.start();}
}//共享的限量资源
class Clerk{private int productNum = 0;//产品数量private static final int MAX_PRODUCT = 20;private static final int MIN_PRODUCT = 1;//增加产品public synchronized void addProduct(){//不能超过最大容量if(productNum < MAX_PRODUCT){productNum++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"生产了第" + productNum + "个产品");//有产品就可以唤醒消费者,唤醒全部消费者让他们去竞争this.notifyAll();}else{//如果生产到了最大的限量，就让生产线程进入到阻塞状态，等消费线程消费掉一个之后再唤醒生产线程try{this.wait();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}}//消耗产品public synchronized void minusProduct(){if(productNum >= MIN_PRODUCT){System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"消费了第" + productNum + "个产品");productNum--;//唤醒生产者this.notifyAll();}else{//没有产品了消费线程就要被阻塞，等待生产线程提供了产品再唤醒消费线程try{this.wait();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}}
}//生产者
class Producer extends Thread{private Clerk clerk;public Producer(Clerk clerk){this.clerk = clerk;}@Overridepublic void run() {System.out.println("=========生产者开始生产产品========");while(true){try{Thread.sleep(40);}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}//调用我们资源类的方法生产产品clerk.addProduct();}}
}//消费者
class Consumer extends Thread{private Clerk clerk;public Consumer(Clerk clerk){this.clerk = clerk;}@Overridepublic void run() {System.out.println("=========消费者开始消耗产品========");while(true){try{Thread.sleep(90);}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}//调用我们资源类的方法生产产品clerk.minusProduct();}}
}

🌔 5、经典面试题：sleep() 和 wait()的异同点？

• 相同点：一旦执行，都会使得当前线程结束执行状态，进入阻塞状态
• 不同点：
  • 方法的所属类不同：sleep() 是在Thread类中定义的方法，wait 是在Object类中定义的方法
  • 使用范围不同： sleep()可以在任何被需要使用的位置被调用；wait()必须使用在同步代码块或同步方法中
  • 都在同步结构中使用时，是否释放同步监听器的操作不同：
    • sleep() 不会释放同步监听器
    • wait 会释放同步监听器
  • 结束等待的方式不同：sleep()到指定时间就结束阻塞；wait()可以指定时间，也可以无限等待直到notify或notifyAll

🌔 6、任何线程进入同步代码块、同步方法之前，必须先获得对同步监视器的锁定，那么何时会释放对同步监视器的锁定呢？

释放锁的操作

• 当前线程的同步方法、同步代码块执行结束
• 当前线程在同步代码块、同步方法中遇到 break、return终止了该代码块、该方法的继续执行
• 当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或Exception，导致当前线程异常结束。
• 当前线程在同步代码块、同步方法中执行了锁对象的wait()方法，当前线程被挂起，并释放锁。

不会释放锁的操作

• 线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()方法暂停当前线程的执行
• 线程执行同步代码块时，其他线程调用了该线程的suspend()方法将该该线程挂起，该线程不会释放锁（同步监视器）
  • 应尽量避免使用suspend()和resume()这样的过时来控制线程

JDK 5.0新增线程创建方式

🌔 1、通过实现Callable接口创建线程

• 与使用Runnable相比，Callable功能很强大些

  • 相比 run() 方法，可以有返回值
  • 方法可以抛出异常
  • 支持泛型的返回值（需要借助FutureTask类，获取返回结果）

• Future接口（了解）

  • 可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等。
  • FutureTask是Futrue接口的唯一的实现类
  • FutureTask 同时实现了Runnable, Future接口。它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值

• 缺点：在获取分线程执行结果的时候，当前线程（或是主线程）受阻塞，效率较低。

package com.zwh.shangguigu.thread_;import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;/*** @author Bonbons* @version 1.0* 采用实现Callable接口的方式来创建新线程*/
public class CallableTest {public static void main(String[] args) {//创建接口实现类的对象NumThread numThread = new NumThread();//这个接口的对象作为FutureTask实例的参数FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);//将FutureTask的对象作为Thread对象的参数创建线程new Thread(futureTask).start();//这个线程的call方法可以有返回值，我们就接收一下他的这个返回值try{//直接调用我们FutureTask的对象的get方法，就可以获取到call方法的返回值Object sum = futureTask.get();System.out.println("总和为: " + sum);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}catch (ExecutionException e){e.printStackTrace();}}
}//创建Callable接口的实现类
class NumThread implements Callable {//这个call相当于之前创建线程的run方法@Overridepublic Object call() throws Exception {int sum = 0;for(int i = 1; i <= 100; i++){if(i % 2 == 0){System.out.println(i);sum += i;}}return sum;}
}

🌔 2、使用线程池创建新线程

• 提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用【频繁创建线程和销毁线程会大大降低系统的效率】

好处：

• 提高响应速度（减少了创建新线程的时间）

• 降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）

• 便于线程管理

  • corePoolSize：核心池的大小
  • maximumPoolSize：最大线程数
  • keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

线程池相关API

• JDK5.0之前，我们必须手动自定义线程池。从JDK5.0开始，Java内置线程池相关的API。在java.util.concurrent包下提供了线程池相关API：ExecutorService 和 Executors。
• ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
  • void execute(Runnable command) ：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
  • Future submit(Callable task)：执行任务，有返回值，一般又来执行Callable
  • void shutdown() ：关闭连接池
• Executors：一个线程池的工厂类，通过此类的静态工厂方法可以创建多种类型的线程池对象
  • Executors.newCachedThreadPool()：创建一个可根据需要创建新线程的线程池
  • Executors.newFixedThreadPool(int nThreads); 创建一个可重用固定线程数的线程池
  • Executors.newSingleThreadExecutor() ：创建一个只有一个线程的线程池
  • Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行

代码举例：

package com.zwh.shangguigu.thread_;import java.util.concurrent.*;/*** @author Bonbons* @version 1.0*/
public class ThreadPoolTest {public static void main(String[] args) {//1、提供指定线程数量的线程池//ExecutorService是线程池接口,Executors是线程池的静态工厂，用来创建各种线程池ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);//ThreadPoolExecutor 是一个 ExecutorService，它使用可能的几个池线程之一执行每个提交的任务，通常使用 Executors 工厂方法配置ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;//设置线程池中线程数量上限service1.setMaximumPoolSize(50);//2、执行指定的线程操作需要提供Runnable/Callable接口的实现类对象service.execute(new NumberThread());service.execute(new NumberThread1());try{Future future = service.submit(new NumberThread2());System.out.println("总和为:" + future.get());}catch (Exception e){e.printStackTrace();}//3、关闭连接池service.shutdown();}
}//接下来采用实现Runnable创建两个线程类，实现Callable创建一个线程类
class NumberThread implements Runnable{@Overridepublic void run() {for(int i = 0; i <= 100; i++){if(i % 2 == 0){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);}}}
}class NumberThread1 implements Runnable{@Overridepublic void run() {for(int i = 0; i <= 100; i++){if(i % 2 != 0){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);}}}
}class NumberThread2 implements Callable {@Overridepublic Object call() throws Exception {int evenSum = 0;//记录偶数的和for(int i = 0; i <= 100; i++){if(i % 2 == 0){evenSum += i;}}return evenSum;}
}