Java多線程與高并發

1、什么是進程？什么是線程？

進程:進程是程序的基本執行實體；另外一種解釋是進程是一個應用程序（1個進程是一個軟件）。
線程：線程是操作系統能夠進行運算調度的最下單位。它被包含在進程之中，是進程中的實際運作單位；是一個進程中的執行場景/執行單元。

注意：。一個進程可以啟動多個線程

eg.
對于java程序來說，當在DOS命令窗口中輸入：
java HelloWorld 回車之后。會先啟動JVM，而JVM就是一個進程。

JVM再啟動一個主線程調用main方法（main方法就是主線程）。
同時再啟動一個垃圾回收線程負責看護，回收垃圾。

最起碼，現在的java程序中至少有兩個線程并發，一個是垃圾回收線程，一個是執行main方法的主線程。

2、進程和線程是什么關系？

進程：可以看做是現實生活當中的公司。

線程：可以看做是公司當中的某個員工。

注意：進程A和進程B的內存獨立不共享。

魔獸游戲是一個進程
酷狗音樂是一個進程
這兩個進程是獨立的，不共享資源。

線程A和線程B是什么關系？

在java語言中：
線程A和線程B，堆內存和方法區內存共享。但是棧內存獨立，一個線程一個棧。

eg.

假設啟動10個線程，會有10個棧空間，每個棧和每個棧之間，互不干擾，各自執行各自的，這就是多線程并發。

eg.

火車站，可以看做是一個進程。
火車站中的每一個售票窗口可以看做是一個線程。
我在窗口1購票，你可以在窗口2購票，你不需要等我，我也不需要等你。所以多線程并發可以提高效率。

java中之所以有多線程機制，目的就是為了提高程序的處理效率。

3、思考一個問題

使用了多線程機制之后，main方法結束，是不是有可能程序也不會結束？

main方法結束只是主線程結束了，主棧空了，其它的棧(線程)可能還在壓棧彈棧。

4、分析一個問題

對于單核的CPU來說，真的可以做到真正的多線程并發嗎？

對于多核的CPU電腦來說，真正的多線程并發是沒問題的。4核CPU表示同一個時間點上，可以真正的有4個進程并發執行。

單核的CPU表示只有一個大腦：
不能夠做到真正的多線程并發，但是可以做到給人一種“多線程并發”的感覺。

對于單核的CPU來說，在某一個時間點上實際上只能處理一件事情，但是由于CPU的處理速度極快，多個線程之間頻繁切換執行，給別人的感覺是：多個事情同時在做！！！

eg.

線程A：播放音樂

線程B：運行魔獸游戲

線程A和線程B頻繁切換執行，人類會感覺音樂一直在播放，游戲一直在運行，
給我們的感覺是同時并發的。（因為計算機的速度很快，我們人的眼睛很慢，所以才會感覺是多線程！）

5、什么是真正的多線程并發？

t1線程執行t1的。
t2線程執行t2的。
t1不會影響t2，t2也不會影響t1。這叫做真正的多線程并發。

關于線程對象的生命周期（附圖)？★★★★★

新建狀態
就緒狀態
運行狀態
阻塞狀態
死亡狀態

在這里插入圖片描述

線程構造方法

構造方法名	備注
Thread()
Thread(String name)	name為線程名字
創建線程第二種方式
Thread(Runnable target)
Thread(Runnable target, String name)	name為線程名字

6、java語言中，實現線程有兩種方式

第一種方式：

編寫一個類，直接繼承 java.lang.Thread，重寫 run方法。

怎么創建線程對象？ new繼承線程的類。
怎么啟動線程呢？調用線程對象的 start() 方法。

偽代碼:

// 定義線程類
public class MyThread extends Thread{public void run(){}
}
// 創建線程對象
MyThread t = new MyThread();
// 啟動線程。
t.start();

eg:

@SpringBootTest
public class Xiexingguo2ApplicationTests {
@Testvoid contextLoads() {MyThread t = new MyThread();// 啟動線程//t.run(); // 不會啟動線程，不會分配新的分支棧。（這種方式就是單線程。）t.start();// 這里的代碼還是運行在主線程中。for (int i = 0; i < 1000; i++) {System.out.println("主線程--->" + i);}}
}
class MyThread extends Thread{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 1000; i++) {System.out.println("分支線程 = " + i);}}
}

注意：

t.run() 不會啟動線程，只是普通的調用方法而已。不會分配新的分支棧。（這種方式就是單線程。）
t.start() 方法的作用是：啟動一個分支線程，在JVM中開辟一個新的棧空間，這段代碼任務完成之后，瞬間就結束了。
這段代碼的任務只是為了開啟一個新的棧空間，只要新的棧空間開出來，start()方法就結束了。線程就啟動成功了。
啟動成功的線程會自動調用run方法，并且run方法在分支棧的棧底部（壓棧）。
run方法在分支棧的棧底部，main方法在主棧的棧底部。run和main是平級的。

調用run()方法內存圖：

在這里插入圖片描述

調用start()方法內存圖：

在這里插入圖片描述

第二種方式：

編寫一個類，實現 java.lang.Runnable 接口，實現run方法。

怎么創建線程對象？ new線程類傳入可運行的類/接口。
怎么啟動線程呢？調用線程對象的 start() 方法。

偽代碼：

// 定義一個可運行的類
public class MyRunnable implements Runnable {public void run(){}
}
// 創建線程對象
Thread t = new Thread(new MyRunnable());
// 啟動線程
t.start();

eg

public class ThreadTest03 {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(new MyThread());t.start();for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("主線程--->" + i);}}
}
public class MyRunnable implements Runnable {public void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("分支線程 = " + i);}}
}

采用匿名內部類創建：

public class ThreadTest04 {public static void main(String[] args) {// 創建線程對象，采用匿名內部類方式。Thread t = new Thread(new Runnable() {public void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("t線程---> " + i);}}});// 啟動線程t.start();for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("main線程---> " + i);}}
}

注意：
第二種方式實現接口比較常用，因為一個類實現了接口，它還可以去繼承其它的類，更靈活。

7、獲取當前線程對象、獲取線程對象名字、修改線程對象名字

方法名	作用
static Thread currentThread()	獲取當前線程對象
String getName()	獲取線程對象名字
void setName(String name)	修改線程對象名字

當線程沒有設置名字的時候，默認的名字是什么？

Thread-0
Thread-1
Thread-2
Thread-3
…

eg

public class MyThread2 extends Thread {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {// currentThread就是當前線程對象。當前線程是誰呢？// 當t1線程執行run方法，那么這個當前線程就是t1// 當t2線程執行run方法，那么這個當前線程就是t2Thread currentThread = Thread.currentThread();System.out.println(currentThread.getName() + "-->" + i);//System.out.println(super.getName() + "-->" + i);//System.out.println(this.getName() + "-->" + i);}}
}

8、關于線程的sleep方法

方法名	作用
static void sleep(long millis)	讓當前線程休眠millis秒

靜態方法：Thread.sleep(1000);
參數是毫秒
作用：讓當前線程進入休眠，進入“阻塞狀態”，放棄占有CPU時間片，讓給其它線程使用。
這行代碼出現在A線程中，A線程就會進入休眠。
這行代碼出現在B線程中，B線程就會進入休眠。
Thread.sleep()方法，可以做到這種效果：間隔特定的時間，去執行一段特定的代碼，每隔多久執行一次。

eg

public class ThreadTest05 {public static void main(String[] args) {//每打印一個數字睡1sfor (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + i);// 睡眠一秒try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}

9、關于線程中斷sleep()的方法

方法名	作用
void interrupt()	終止線程的睡眠

eg

public class ThreadTest06 {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(new MyRunnable2());t.setName("t");t.start();// 希望5秒之后，t線程醒來（5秒之后主線程手里的活兒干完了。）try {Thread.sleep(100*5);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 終斷t線程的睡眠（這種終斷睡眠的方式依靠了java的異常處理機制。）t.interrupt();}
}
class MyRunnable2 implements Runnable{public void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---> begin");// 睡眠1年try {Thread.sleep(1000 * 60 * 60 * 24 * 365);} catch (InterruptedException e