多线程
1.进程（Process）和线程（Thread）
- 进程：是执行程序的一次执行过程，他是一个动态的概念。是系统资源分配的单位。
- 通常一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程。线程是CPU调度和执行的单位。默认线程：用户线程，守护线程。
- 创建线程的方式：
- 方法一：
- 自定义线程类继承Thread类
- 重写run()，编写线程执行体
- 创建线程对象，调用start方法启动线程。
- 注意：线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行。
- 方法二：
- 定义一个类实现Runnable接口
- 实现run(),编写线程执行体
- 创建线程对象，调用start方法启动线程。
- 注意：避免Java单继承对象的局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用。代理
- 方法三：
- 实现Callable接口，需要返回值类型
- 重写Call方法，需要抛出异常
- 创建目标对象
- 创建执行服务：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(nThreads);
- 执行提交：Future r1 = result.submit(task)
- 获取结果：boolean r1 = result.get()
- 关闭服务：ser.shutdownNow ()
2.静态代理
- 真实对象和代理对象都要实现同一个接口。
- 代理对象要代理真实的对象。
- 代理对象可以做真实对象做不了的事情。
- 真实对象可以专注做自己的事情。
3.Lamda
- 函数式接口的定义：任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是函数式接口。
- 总结：
- lambda表达式只有一行的代码的情况下才能简化为一行，如果多行，那么就用代码块包裹；
- 前提接口为函数式接口
- 多个参数也可以去掉参数类型,要去掉就都去掉，必须加括号。
4.线程状态
- 线程状态。 线程可以处于以下状态之一：
- NEW 尚未启动的线程处于此状态。
- RUNNABLE 在Java虚拟机中执行的线程处于此状态。
- BLOCKED 被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态。
- WAITING 正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态。
- TIMED_WAITING 正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态。
- TERMINATED 已退出的线程处于此状态。
5.线程常用方法
- start() 与 run()
start(): 启动一个线程，线程之间是没有顺序的，是按CPU分配的时间片来回切换的。
run():方法用于封装线程的代码 - sleep() 与 interrupt()
- sleep() 线程休眠
- sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒数；
- sleep存在异常InterrupttedException;
- sleep时间达到后线程进入就绪状态；
- sleep可以模拟网络延迟，倒计时等；
- 每个对象都有一个锁，sleep不会释放锁。
- 模拟网络延时：放大问题的发生性。
- interrupt():
- 唤醒正在睡眠的程序，调用interrupt()方法，会使得sleep()方法抛出InterruptedException异常，当sleep()方法抛出异常就中断了sleep的方法，从而让程序继续运行下去
- wait() 与 notify()
- wait(): 导致线程进入等待阻塞状态，会一直等待直到它被其他线程通过notify()或者notifyAll唤醒。该方法只能在同步方法中调用。如果当前线程不是锁的持有者，该方法抛出一个IllegalMonitorStateException异常。wait(long timeout): 时间到了自动执行，类似于sleep(long millis)
- notify(): 该方法只能在同步方法或同 内部调用， 随机选择一个(注意：只会通知一个)在该对象上调用wait方法的线程，解除其阻塞状态
- notifyAll(): 唤醒所有的wait对象
- sleep与wait的区别
- sleep在Thread类中，wait在Object类中
- sleep不会释放锁，wait会释放锁
- sleep使用interrupt()来唤醒，wait需要notify或者notifyAll来通知
- join
- Join合并线程，待此线程执行完成后，再执行其他线程，其他线程阻塞。
- yield 线程礼让
- 礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞；
- 让线程从运行状态转换为就绪状态；
- 让CPU重新调度，礼让不一定成功。
5.线程优先级
- Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行。
- 线程优先级用数字表示，范围1~10
- Thread.MIN_PRIORITY = 1;
- Thread.MAX_PRIORITY = 10;
- Thread.NORM_PRIORITY = 5;
- 使用一下方法改变和获取优先级
getPriority() setPriority(int x);
6.守护线程 Daemon
- 线程分为用户线程和守护线程
- 虚拟机必须确保守护线程执行完毕
- 虚拟机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，垃圾回收等
7.线程同步
- 并发:同一个对象被多个线程操作
- 线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用。队列+锁
- 线程同步
- 为了保证数据方法中被访问时的正确性，在访问时加入锁机制synchronized,当一个线程获得对象的排他锁，独占资源，其他线程必须等待，使用后释放锁即可。
- 一个线程持有锁会导致其他所需要此锁的线程暂时挂起；
- 在多线程的竞争下，加锁，释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题；
- 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁，会导致优先级倒置，引起性能问题。
- synchronized方法控制对“对象”的访问，每一个对象对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能够执行，否则就线程会堵塞，方法一旦执行，就独占锁，直到该方法返回才释放锁，后面被阻塞的线程才能获得这个锁，继续执行。缺陷：若将一个大的方法申请为synchronized将会影响效率。
8.死锁
-
多个资源各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对方的释放的资源，都停止执行的情况，某一代码块同时拥有两个以上的对象锁时，就可能发生死锁的问题。
-
- 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用；
- 请求与保持 条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放；
- 不剥夺条件： 进程已获得资源，未在用完之前不能强行剥夺；
- 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源的关系。
8.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获得Lock对象。
- ReentranLock类实现了Lock，它拥有了synchronzied相同的并发性和内存语义，在是实现线程安全的控制中，比较常见的是ReentranLock， 可以显示加锁，释放锁。
9.synchronzied 与 Lock 对比
- Lock是显示锁，（手动开启和关闭锁） synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放。
- Lock只有代码块，synchronized有代码块和方法锁。
- 使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好，并有很好的扩展性。
10.线程通信
| 方法名 | 作用 |
|---|---|
| wait() | 表示线程一直等待，直到其他线程通知，与sleep不同，会释放锁。 |
| wait(long timeout) | 指定等待的毫秒数 |
| notify() | 唤醒一个正在等待的线程 |
| notifyAll() | 唤醒同一个对象上所调用wait()方法的线程，优先级最高的线程最先调度 |
- 使用volatile关键字
多个线程同时监听一个变量，当这个变量发生变量时，线程能够感知并执行相应的业务。 - 使用Object类的wait() 和 notify() 方法
Object类提供了线程间通信的方法：wait()、notify()、notifyaAl()，它们是多线程通信的基础，而这种实现方式的思想自然是线程间通信。
注：线程A发出notify()唤醒通知之后，依然是走完了自己线程的业务之后，线程B才开始执行，这也正好说明了，notify()方法不释放锁，而wait()方法释放锁。 - 使用JUC工具类 CountDownLatch
jdk1.5之后在java.util.concurrent包下提供了很多并发编程相关的工具类，简化了我们的并发编程代码的书写，***CountDownLatch***基于AQS框架，相当于也是维护了一个线程间共享变量state。 - 基本LockSupport实现线程间的阻塞和唤醒
LockSupport 是一种非常灵活的实现线程间阻塞和唤醒的工具，使用它不用关注是等待线程先进行还是唤醒线程先运行，但是得知道线程的名字。
11.线程池
- 背景：经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况先的线程，对性能影响很大。
- 思路：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。
- 好处：
- 提高响应的速度（减少了创建线程的时间）
- 降低资源的消耗（重复利用线程池中的线程，不需要每次都创建）
- 便于线程管理