201711671111《Java程序设计》第十二章学习总结
Java多线程机制
1.进程与线程
- 程序是一段静态代码，是应用软件执行的蓝本。
- 进程是程序的因此动态执行过程，它对应了从代码加载、执行至执行完毕的一个完整过程，这个过程也是进程本身从产生、发展至消亡的过程。
- 线程是比进程更小的执行单位，一个进程在其执行过程中，可以产生多个线程，形成多条执行线索，每条线索，即每个线程也有它自身的产生、发展至消亡的过程。
- 没有线程就没有进程。
2.java中的线程
- java语言的一大特性点就是内置对多线程的支持。多线程是指一个应用程序同时存在几个执行体，按几条不同的执行线索共同工作的情况，它使得编程人员可以很方便地开发出具有多线程功能、能同时处理多个任务的功能强大的应用程序。
- 主线程（main线程）：每个java应用程序都有一个缺省的主线程。多个线程轮流执行。
3.线程的状态与周期
- java语言使用Thread类及其子类的对象来表示线程，新建的线程在它的一个完整的生命周期中通常要经历如下的四种状态：
- ①新建：当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，线程处于新建状态。
- ②运行：JVM将CPU使用权切换给该线程时，此线程就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期。
- ③中断：中断的原因有四种。
- 一是JVM将CPU资源从当前线程切换给其他线程，使本线程让出CPU的使用权处于中断状态。
- 二是线程使用CPU资源期间，执行了sleep(int millsecond)方法，使当前线程进入休眠状态。
- 三是线程使用CPU资源期间，执行了wait()方法，使得当前线程进入等待状态。
- 四是线程使用CPU资源期间，执行某个操作进入阻塞状，比如执行读/写操作引起阻塞。
- ④死亡：处于死亡状态的线程不具有继续运行的能力。线程死亡的原因有二，一是正常运行的线程完成了她的全部工作。 二是线程被提前强制性终止。
4.线程调度与优先级
- JVM中的线程调度器管理线程，调度器把线程的优先级分为1~10个级别，分别用Thread类的类常量表示。
- 如果没有明确地设置线程的优先级别，每个线程的优先级为常数5，即Thread.NORM_PRIORITY。
- 线程的优先级可以通过setPriority(int grade)方法调整，该方法需要一个int类型的参数。
- Java调度器的任务是使高优先级的线程能始终运行，一旦时间片有空闲，则使具有同等优先级的线程以轮流的方式顺序使用时间片。
5.Thread类与线程的创建
- 在java语言中，用Thread类或子类创建线程对象。创建线程的另一个途径就是用Thread类直接创建线程对象。
- 在编写Thread类的子类时，需要重写父类的run()方法，其目的是规定线程的具体操作，否则线程就什么也不做，因为父类的run()方法中没有任何操作语句。
- 使用Thread创建线程通常使用的构造方法是：Thread(Runnable target)。该构造方法中的参数是一个Runnable类型的接口，因此，在创建线程对象时必须向构造方法的参数传递一个实现Runnable接口类的实例，该实例对象称作所创线程的目标对象，当线程调用start()方法后，一旦轮到它来享用CPU资源，目标对象就会自动调用接口中的run()方法（接口回调）。
- 线程间可以共享相同的内存单元（包括代码与数据），并利用这些共享单元来实现数据交换、实时通信与必要的同步操作。
- 从对象和对象之间的关系的角度上看，目标对象和线程的关系两种： ①目标对象和线程完全解耦：目标对象不包含对线程对象的引用（完全解耦），在这种情况下，目标对象经常需要通过获得线程的名字（因为无法获得线程对象的引用），以便确定是哪个线程正在占用CPU资源，即被JVM正在执行的线程。 ②目标对象组合线程（弱耦合）：目标对象可以组合线程，就是将线程作为自己的成员。当创建目标对象的类组合线程对象时， 目标对象可以通过获得线程对象的引用，来确定是哪个线程正在占用CPU资源，就是被JVM正在执行的线程。
6.线程的常用方法
- start()：线程调用该方法将启动线程，使之从新建状态进入就绪队列排队，一旦轮到它来享用CPU资源时，就可以脱离创建它的线程独立开始自己的生命周期了。
- run()：Thread类的run()方法与Runnable接口中的run()方法的功能和作用相同，都用来定义线程对象被调度之后所执行的操作，都是系统自动调用而用户程序不得引用的方法。
- sleep(int millsecond)：优先级高的线程可以在它的run()方法中调用sleep方法来使自己放弃CPU资源，休眠一段时间。
- isAlive()：线程处于新建状态时，线程调用isAlive()方法返回false。在线程的run()方法结束之前，即没有进入死亡状态之前，线程调用isAlive()方法返回true。
- currentThread()：该方法是Thread类中的类方法，可以用类名调用，该方法返回当前正在使用CPU资源的线程。
- interrupt()：一个占有CPU资源的线程可以让休眠的线程调用interrupt()方法“吵醒”自己，即导致休眠的线程发生InterruptedException异常，从而结束休眠，重新排队等待CPU资源。
7.线程同步
- 在处理多线程问题时，必须注意这样一个问题：当两个或多个线程同时访问同一个变量，并且一个线程需要修改这个变量。
- 处理上面这类问题，我们可以用到线程同步。
- 线程同步就是若干个线程都需要使用一个synchronized修饰的方法。
- 多个线程调用 synchronized方法必须遵循同步机制。
- 线程同步机制：当一个线程A使用synchronized方法时，其他线程想使用的话就必须等待，直到线程A使用完该synchronized方法。
8.协调同步的线程：
- 当一个线程使用的同步方法用到某个变量，而这个变量又需要其他线程修改后才能符合本线程的需要，那么可以再同步方法中用wait()方法。
- wait()：中断线程的执行，使本线程等待，暂时让出CPU的使用权，并允许其它线程使用这个同步方法。
- 其他线程如果在使用这个同步方法时不需要等待，那么它使用完这个同步方法的同时，应当notifyAll()方法通知所有的由于使用这个同步方法而处于等待的线程结束等待。曾中断的线程就会从刚才的中断处继续执行这个同步方法，并遵循“先中断先继续”的原则。
- notify()：只是通知处于等待中的线程的某一个结束等待。
- wait()、notify()、notifyAll()都是object中的final方法，被所有的类继承但不需要重写，而且三个方法不可以在非同步方法中使用。
9.线程联合：
- 一个线程A在占有CPU资源期间,可以让其它线程调用join()和本线程联合,如：B.join(); 我们称A在运行期间联合了B。
- 如果线程A在占有CPU资源期间一旦联合B线程，那么A线程将立刻中断执行，一直等到它联合的线程B执行完毕，A线程再重新排队等待CPU资源，以便恢复执行。如果A准备联合的B线程已经结束，那么B.join()不会产生任何效果。
9.GUI线程
- 当Java程序包含图形用户界面（GUI）时，Java虚拟机在运行应用程序时会自动启动更多的线程，其中有两个重要的线程：AWT-EventQuecue和AWT-Windows。
- AWT-EventQuecue线程：负责处理GUI事件。
- AWT-Windows线程：负责将窗体或组件绘制到桌面。
10.计时器线程：
- Java小，swing包中，有一个Timer类。但在使用中应该避免类名混淆。
- 使用Timer类的方法start()启动计时器，即启动线程。使用Timer类的方法stop()停止计时器，即挂起线程，使用restart()重新启动计时器，即恢复线程 。
- 计时器的监视器必须是组件类的子类的实例。
11.守护线程：
- 线程默认是非守护线程
- 一个线程调用void setDaemon(boolean on)方法可以将自己设置成一个守护（Daemon）线程，例如：thread.setDaemon(true);
- 当程序中的所有用户线程都已结束运行时，即使守护线程的run方法中还有需要执行的语句，守护线程也立刻结束运行。