Multithreading in Java - learning Summary

Summary:
1. What is the process and thread?
2. multi-thread
3. Thread safety problems and solutions
4. daemon thread
5. Thread State

1. Process and thread?

process:

windows computer, open the Task Manager, you can see that each computer program execution, which is [the process]

Thread:

Butler is a program such as computer, but the computer can do the same time killing the virus, garbage removal, depth acceleration and other functions, each function is [thread]

Note:
(1) thread using system resources, the system resources are allocated to the operating system used by the current process.
(2) in the case of multiple threads simultaneously execute [seize] will lead to scarcity of resources. Preemption process is similar to the process.
(3) a Java program, a minimum of two threads. main thread, JVM's GC mechanism, the daemon thread.
Parallel and concurrent
[concurrent]: two or more things happen in the same time period
[parallel]: two or more things happen at the same moment. Parallel macro, micro serial.
[High concurrency]: while in a period of time, a lot of things have happened, and this is high concurrency.

2. Multithreading

Advantages and disadvantages of more than 2.1 threads

优点:
	1.提升资源利用率
	2. 提高用户体验
缺点:
	1. 降低了其他线程的执行概率
	2. 用户会感受到软件的卡顿问题
	3. 增加的系统,资源压力
	4. 多线程情况下的共享资源问题,线程冲突,线程安全问题

2.2 are two ways to create a custom thread class

class Thread类
	Java中的一个线程类
	Thread类是Runnable接口的实现类,同时提供了很多线程的操作使用的方法。
interface Runnable接口
	这里规定了what will be run?
	里面只有一个方法 run方法

【method one】

自定义线程类,继承Thread类,重写run方法
创建自定义线程对象,直接调用start方法,开启线程

[Two] ways

自定义线程类,遵从Runnable接口
使用自定义遵从接口Runnable实现类对象,作为Thread构造方法参数
借助于Thread类对象和start方法,开启线程

【recommend】

以上两种方式,推荐使用方拾二,遵从Runnable接口来完成自定义线程,不影响正常的继承逻辑,
并且可以使用匿名内部类来完成线程代码块的书写

[Code demonstrates]

/*
 * 自定义线程类MyThread1继承Thread类
 */
class MyThread1 extends Thread {
	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			System.out.println("继承Thread类自定义线程类");
		}
	}
}

/*
 * 自定义线程类MyThread2遵从Runnable接口
 */
class MyThread2 implements Runnable {
	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			System.out.println("遵从Runnable接口实现自定义线程类");
		}
	}
}

public class Demo1 {
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				for (int i = 0; i < 100; i++) {
					System.out.println("匿名内部类方式创建对象,作为线程执行代码");
				}
			}
		}).start();
		// 创建一个继承Thread类自定义线程类对象
		MyThread1 myThread1 = new MyThread1();
		// 这里不是启动线程,而且将run方法做出一个普通方法执行。
		// myThread1.run();
		myThread1.start();
		
		// 创建一个Thread类对象,使用遵从Runnable接口的实现类作为构造方法参数
		Thread thread = new Thread(new MyThread2());
		// 借助于Thread类内的start方法开启线程
		thread.start();

		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			System.out.println("main线程");
		}
	}
}

2.3 custom thread execution process

Execution Flow:

2.4 Thread class needs to know the method of

2.4.1 Constructor
Thread();
	分配一个新的线程对象,无目标,无指定名字
Thread(Runnable target);
	创建一个新的线程对象,并且在创建线程对象的过程中,使用Runnable接口的
	实现类对象作为执行的线程代码块目标
Thread(String name);
	创建一个新的线程,无指定目标,但是指定当前线程的名字是什么
Thread(Runnable target, String name);
	创建一个线程的线程对象,使用Runnable接口实现类对象,作为执行目标,并且指定name作为线程名
2.4.2 Method
void setName(String name);
String getName();
	以上两个是name属性setter和getter方法
void setPriority(int Priority);
	设置线程的优先级,非一定执行要求,只是增加执行的概率
	优先级数值范围 [1 - 10] 10最高 1最低 5默认
int getPriority();
	获取线程优先级
void start();
	启动线程对象

public static void sleep(int ms);
	当前方法是静态方法,通过Thread类调用,要求是当前所在线程代码块对应的线程,进行休眠操作,休眠指定的毫秒数
public static Thread currentThread();
	当前方法是静态方法,通过Thread类调用,获取当前所处代码块对应的线程对象。

3. Thread safety problems and solutions

3.1 the use of shared resources

Such as:
Sale <<me and my country >> 100 movie tickets
sold by:
Amoy vote, the US group, cat's eye
problem: 100 movie tickets save what?
[Static member variables]
Second problem: the problem of resource conflicts
在这里插入图片描述

3.2 synchronized block

synchronized (/* 锁对象 */) {
    
}

/*
特征:
 	1. synchronized 小括号里面的对象是锁对象,并且要求如果是多线程的情况下,锁对象必须是同一个对象。
 	2. synchronized 大括号中的代码块就是需要进行同步的代码,或者说是加锁的代码,大括号里面的内容,有且只允许一个线程进入。
 	3. 同步代码块越短越好,在保证安全的情况下,提高性能
 
问题:
	1. 目前锁对象感觉很随意,存在一定的隐患
	2. 代码层级关系很复杂,看着有点麻烦
*/

3.3同步方法

synchronized 作为关键字来修饰方法,修饰的方法就是对应的同步方法,有且只允许一个线程进入,到底是谁来完成的加锁操作?

1. 静态成员方法
锁对象,是当前类对应的字节码文件.class 类名.class
2. 非静态成员方法
锁对象就是当前类对象 this

选择同步方法是否使用static修饰问题?

1. 如果非static修饰,要保证执行的线程对象有且只有一个,因为锁对象就是当前线程对象	
2. 如果是static修饰,锁对象具有唯一性,多个线程使用的锁是同一个锁。

3.4Lock锁

Java提供了一个对于线程安全问题,加锁操作相对于同步代码块和同步方法更加广泛的一种操作方式。

1. 对象化操作。
	创建Lock构造方法
		Lock lock = new ReentrantLock();
2. 方法化操作。
	开锁:
		unlock();
	加锁:
		lock();

3.5三种加锁方式的总结

1. 一锁一线程,一锁多线程问题。
使用对应的锁操作对应的线程,考虑静态和非静态问题。	同步方法和Lock锁使用。
静态是一锁多目标,非静态是一锁一目标

2. 涉及到同步问题时,要考虑好锁对象的选择问题
同步代码块,同步方法,Lock对象。

4.守护线程

守护线程,也称之为后台线程,如果当前主线程崩溃,守护线程也就崩溃。

守护线程一般用于:
	1. 自动下载
	2. 操作日志
	3. 操作监控

守护方法是通过线程对象
setDeamon(boolean flag);
true为守护线程
false缺省属性,正常线程

5. 线程状态

5.1 六种线程状态

线程如果按照java.lang.Thread.State枚举方式来考虑,一共提供了6中状态


状态 导致状态的条件
NEW(新建) 线程刚刚被创建,没有启动,没有调用start方法
RUNNABLE(可运行) 线程已经可以在JVM中运行,但是是否运行不确定,看当前线程是否拥有CPU执行权
BLOCKED(锁阻塞) 当前线程进入一个同步代码需要获取对应的锁对象,但是发现当前锁对象被其他线程持有,当前线程会进入一个BLOCKED。如果占用锁对象的线程打开锁对象,当前线程持有对应锁对象,进入Runnable状态
WAITING(无限等待) 通过一个wait方法线程进入一个无限等待状态,这里需要另外一个线程进行唤醒操作。进入无限等待状态的线程是无法自己回到Runnable状态,需要其他线程通过notify或者notifyAll方法进行唤醒操作
TIMED_WAITING(计时等待) 当前线程的确是等待状态,但是会在一定时间之后自动回到Runnable状态,例如Thread.sleep()或者是Object类内的wait(int ms);
TERMINATED(被终止) 因为Run方法运行结束正常退出线程,或者说在运行的过程中因为出现异常导致当前线程崩溃

5.2TIMED_WAITING(计时等待)

Thread.sleep(int ms);
	在对应线程代码块中,当前线程休眠指定的时间。
Object类内  wait(int ms);
	让当前线程进入一个计时等待状态
		1. 规定的时间及时完毕,线程回到可运行状态
		2. 在等待时间内,通过其他线程被notify或notifyAll唤醒
Sleep方法
	1. 调用之后休眠指定时间
	2. sleep方法必须执行在run方法内,才可以休眠线程
	3. sleep不会打卡当前线程占用的锁对象。

在这里插入图片描述

5.3BLOCKED(锁阻塞)

线程中有锁存在,线程需要进入带有锁操作的同步代码,如果锁对象被别人持有,只能在锁外等待

锁阻塞状态的线程是否能够抢到锁对象有很多因素
	1. 优先级问题,非决定因素
	2. CPU执行概率问题。

后期高并发一定会存在多线程操作锁对象问题,秒杀,抢购...
用队列方式来处理

在这里插入图片描述

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