Java Threads
说明
以下知识点均基于 BiliBili 的 up 主 ==遇见狂神说== 的教学视频。
其个人主页： https://space.bilibili.com/95256449
线程的三种编写方式
- 继承 Thread 类；（不推荐
- 实现 Runnable 接口，然后开线程，把实现后的接口丢进去；（推荐
- 示例：
new Thread(implementInterfaceName, "name").start;
- 实现 Callable 接口，实现较为复杂，暂作为了解；
静态代理模式
线程的其它知识
线程的停止
- 执行足够次数；
- 定义一个线程体使用的标识，在线程体中使用这个标识，当外界有方法使其标识为 false 的时候，线程即停止运行；
线程休眠
==每一个对象都有一个锁， sleep 不会释放锁。==
Thread.sleep([time]);
线程礼让
Thread.yield();
礼让即正在执行的线程将资源让出来，与其它线程再次一起竞争。
但是礼让不一定成功，主要看 CPU 的调度。
线程强制执行
threadName.join();
可以在其他线程执行途中使其强制挂起，执行完此线程，然后原线程才能继续执行。
想象为插队。
设置线程优先级
线程的优先级用数字表示,范围从1~10。
// Thread.MIN_PRIORITY = 1
// Thread.MAX_PRIORITY = 10
// Thread.NORM_PRIORITY = 5
theadName.setPriority([int, or constant])
==但是优先级再高也有可能不先执行，全靠 CPU 调度。只是说先执行的概率会大一点。==所以就有可能引起性能倒置的问题（即一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁）。
守护线程( Daemon Thread )
线程分为用户线程和守护线程。
虚拟机必须保证用户线程执行完毕，但是不用等待守护线程执行完毕。如后台记录操作日志，监控内存，垃圾回收 (Garbage Collection) 等等都是守护线程。
threadName.setDaemon(true);
线程同步
即多个线程操作同一个资源。同步关键词 ==synchronized== 。线程同步是并发问题的一种解决方法。
同步方法及同步块
synchronized 默认锁的是 this (即产生这个对象的类本身), 可以加在方法上，但是这个方法需要进行增删改查。这样即构成同步方法。
synchronized 还可以锁住任何一个对象，只要加在括号里面就可以。这个对象必须涉及到多线程里的增删改查，然后把操作修改的业务代码丢进大括号里，即构成同步块。
//同步方法
private synchronized void aMethod(String params...){ // do something }
synchronized ( [Object] ) { // do something to update this Object }
CopyOnWriteArrayList
是一个线程安全的 ArrayList ，在 java.util.concurrent 包下，而经常用的 ArrayList 是不安全的，位于 java.util.List 包下。
死锁
两个线程持有对方线程需要的资源，但又不愿意释放而导致的程序卡死的情况，称为死锁。
Lock 锁
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。
ReentrantLock 类实现了Lock,它拥有与 synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是 Reentrantlock,可以显式加锁、释放锁。
例子：
class Name implements Runnable{
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void aMethod(){
try{
lock.lock(); //important
// do something
} finally {
lock.unlock(); //important
}
}
}
public class AnotherName{
public static void main(String[] args){
Name name = new name;
new Thread(name).start;
}
}
生产者消费者模式
简而言之就是，线程间通信的问题。如何让两个线程间，一个线程通知另一个线程该做什么事情。拿这个例子的字面意思来说，就是消费者提醒生产者生产，生产者提醒消费者去消费的问题。
一般有两种方法，一是管程法，即设立缓冲区；二是信号灯法，即设立标志位(如一个bool)。
管程法
- 此处只贴出示例代码，因为很简单，一看就能看懂
package com.tinysnow;
/**
* @author TinySnow
*/
public class ThreadPoolTest {
public static void main(String[] args) {
SynContainer container = new SynContainer();
new Producer(container).start();
new Consumer(container).start();
}
}
/**
* 此处为了方便直接继承 Thread 类进行多线程并发，将重点落在业务逻辑上
* 此处为生产者方法
*/
class Producer extends Thread {
SynContainer container;
public Producer(SynContainer container) {
this.container = container;
}
/**
* 生产
*/
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("生产了" + i + "只鸡");
container.push(new Chicken(i));
}
}
}
/**
* 消费者
*/
class Consumer extends Thread {
SynContainer container;
public Consumer(SynContainer container) {
this.container = container;
}
/**
* 消费
*/
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("消费了-->" + container.pop().id + "只鸡");
}
}
}
/**
* 产品
*/
class Chicken {
/**
* 产品编号
*/
int id;
public Chicken(int id) {
this.id = id;
}
}
/**
* 缓存区
*/
class SynContainer {
/**
* 容器大小
*/
Chicken[] chickens = new Chicken[10];
int count = 0;
/**
* 放入产品方法
* @param chicken 将产品放入缓冲区中，也即管程中
*/
public synchronized void push(Chicken chicken) {
if (count == chickens.length) {
//通知消费者消费，生产等待
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//丢入产品
System.out.println("正在生产第" + chicken.id + "只鸡");
chickens[count] = chicken;
count++;
//通知消费者消费
notifyAll();
}
/**
* 消费方法
* @return 返回被消费的产品
*/
public synchronized Chicken pop() {
//判断可否消费
if (count == 0) {
//等待生产者生产，消费者等待
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count--;
Chicken chicken = chickens[count];
System.out.println("正在消费第" + chicken.id + "只鸡");
chickens[count] = null;
notifyAll();
return chicken;
}
}
信号灯法
- 此处只贴出示例代码，因为很简单，一看就能看懂
package com.tinysnow;
/**
* @author TinySnow
*/
public class ThreadPoolTest {
public static void main(String[] args) {
TV tv = new TV();
new Producer2(tv).start();
new Consumer2(tv).start();
}
}
/**
* 生产者，也即演员
*/
class Producer2 extends Thread {
TV tv;
public Producer2(TV tv) {
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
if (i % 2 == 0) {
tv.play("真中あお");
} else {
tv.play("Tessa");
}
}
}
}
/**
* 消费者，也即观众
*/
class Consumer2 extends Thread {
TV tv;
public Consumer2(TV tv) {
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
tv.watch();
}
}
}
/**
* 产品，也即节目
*/
class TV {
/**
* 演员表演，观众等待 T
* 观众观看，演员等待 F
*/
boolean flag = true;
/**
* 表演的节目
*/
String voice;
/**
* 表演
* @param voice 表演的节目
*/
public synchronized void play(String voice) {
if (!flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("演员表演了" + voice);
//通知观众观看
//通知唤醒
this.notifyAll();
this.voice = voice;
this.flag = !this.flag;
}
/**
* 观看，也即消费
*/
public synchronized void watch() {
if (flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("观众观看了" + voice);
//通知演员表演
this.notifyAll();
this.flag = !this.flag;
}
}
线程池
因为线程创建和销毁的开销较大，可以建立一个线程池，需要时从里面拿取，线程任务结束后，又放回线程池里面进行循环利用从而减少开销。
示例代码：
package com.tinysnow;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* @author TinySnow
*/
public class ThreadPoolTest {
public static void main(String[] args) {
// 1.建立服务，建立线程池
// newFixedThreadPool 参数为：线程池大小
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
// 执行
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
// 2.关闭链接
service.shutdown();
}
}
class MyThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
}
}
}
注意：
在 Alibaba Java Coding Guide Line 中禁止使用 Exeutor 创建线程，需要手动创建线程。目前不清楚其原理，等日后再研究吧。