一、基本概念

• 1.程序：指令集 靜態(tài)概念

• 2.進(jìn)程：操作系統(tǒng)調(diào)度程序，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。是程序的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行的過(guò)程，占用特定的地址空間。每個(gè)進(jìn)程都是獨(dú)立的，由3部分組成cpu、data、code。缺點(diǎn)：內(nèi)存的浪費(fèi)，cpu負(fù)擔(dān)重。

• 3.線(xiàn)程：在進(jìn)程內(nèi)多條執(zhí)行路徑。線(xiàn)程是進(jìn)程中一個(gè)單一的連續(xù)控制流程（執(zhí)行路徑）。線(xiàn)程又被稱(chēng)為輕量級(jí)進(jìn)程，一個(gè)進(jìn)程可擁有多個(gè)并行的線(xiàn)程，一個(gè)進(jìn)程中的線(xiàn)程共享相同的內(nèi)存單元/內(nèi)存地址空間-->可以訪問(wèn)相同的變量和對(duì)象，而且它們從同一堆中分配對(duì)象-->通信、數(shù)據(jù)交換、同步操作。由于線(xiàn)程間的通信是在同一地址空間上進(jìn)行的，所以不需要額外的通信機(jī)制，這就使得通信更簡(jiǎn)便而且信息傳遞的速度也更快。

• 4.比較

二、相關(guān)類(lèi)的使用

2.1 使用Thread類(lèi)實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程

這里我們給出一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
Rabbit_01.java

package cn.itcast.day169.thread;
/*
 * 模擬龜兔賽跑
 * 1、創(chuàng)建多線(xiàn)程，繼承Thread類(lèi)+重寫(xiě)run方法(其中的代碼都是線(xiàn)程體)
 * 2、使用線(xiàn)程：創(chuàng)建子類(lèi)對(duì)象+對(duì)象.start()，調(diào)用start方法表示線(xiàn)程的啟動(dòng)
 * */
//兔子
public class Rabbit_01 extends Thread{
    public void run() {
        //線(xiàn)程體
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            System.out.println("兔子跑了： " + i + "步");
        }
    }
}
//烏龜
class Tortoise extends Thread{
    public void run() {
        //線(xiàn)程體
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            System.out.println("烏龜跑了： " + i + "步");
        }
    }
}

RabbitApp_01.java

package cn.itcast.day169.thread;
//我們會(huì)將此類(lèi)加到一個(gè)線(xiàn)程組中
public class RabbitApp_01 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建子類(lèi)對(duì)象
        Rabbit_01 rab = new Rabbit_01();
        Tortoise tor = new Tortoise();
        //調(diào)用start方法
        rab.start();//不要調(diào)用run方法，調(diào)用run方法只是調(diào)用一個(gè)普通方法，沒(méi)有開(kāi)啟一個(gè)線(xiàn)程
        tor.start();//此時(shí)這里就有兩條線(xiàn)程了
        for(int i = 0; i < 1000; i++){
            System.out.println("main " + i );
        }
    }
}

說(shuō)明：這里可以看到我們通過(guò)繼承Thread類(lèi)實(shí)現(xiàn)了多線(xiàn)程，但是很明顯有個(gè)缺點(diǎn)，就是如果一個(gè)類(lèi)本身就已經(jīng)繼承了一個(gè)父類(lèi)，那么此類(lèi)就不能再繼承Thread類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程了。

2.2 使用Runnable實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程

為了解決上面的問(wèn)題，我們可以實(shí)現(xiàn)Runnable接口。優(yōu)點(diǎn)：可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)繼承，實(shí)現(xiàn)Runnable接口方式要通用一些。

• 1）避免單繼承
• 2）方便共享資源 ， 同一份資源， 多個(gè)代理訪問(wèn)。

Runnable使用了靜態(tài)代理的設(shè)計(jì)模（繼承相同的接口），首先我們看什么是靜態(tài)設(shè)計(jì)模式：
StaticProxy.java

package cn.itcast.day169.thread;
/*靜態(tài)代理
 * 1、真實(shí)角色
 * 2、代理角色：要持有真實(shí)角色的引用
 * 3、二者實(shí)現(xiàn)相同的接口
 * */
public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        You you = new You();//創(chuàng)建真實(shí)角色
        //創(chuàng)建代理角色+ 持有真實(shí)角色的引用
        WeddingCompany company = new WeddingCompany(you);
        //執(zhí)行任務(wù)
        company.marry();
    }
}

//接口
interface Marry{
    public abstract void marry();
}

//真實(shí)角色
class You implements Marry{
    public void marry() {
        System.out.println("you and girlfriend marry");
    }
}

//代理角色
class WeddingCompany implements Marry{
    private Marry you ;
    public WeddingCompany() {}
    //這里我們通過(guò)構(gòu)造方法傳遞真實(shí)引用，當(dāng)然我們也可以使用setter方法來(lái)傳遞
    public WeddingCompany(Marry you) {
        this.you = you;
    }
    
    private void befor(){
        System.out.println("布置新房");
    }

    public void marry() {
        //在這里我們可以添加一些真實(shí)對(duì)象中沒(méi)有的方法，完成一些額外的工作
        befor();
        you.marry();
        after();
    }
    private void after(){
        System.out.println("鬧婚房");
    }
}

說(shuō)明：靜態(tài)代理本質(zhì)上就是一個(gè)類(lèi)替代執(zhí)行另一個(gè)類(lèi)的相關(guān)方法，在執(zhí)行此方法的時(shí)候還會(huì)附加執(zhí)行一些操作，而不是直接去執(zhí)行實(shí)際類(lèi)的方法，相當(dāng)于一種擴(kuò)展。在實(shí)現(xiàn)靜態(tài)代理的時(shí)候需要注意的是，代理類(lèi)和被代理類(lèi)需要實(shí)現(xiàn)相同的接口，而執(zhí)行的方法都是代理類(lèi)中的方法，同時(shí)代理類(lèi)中的方法需要完成被代理類(lèi)中需要完成的功能。例子中代理類(lèi)WeddingCompany 和被代理類(lèi)You 都繼承的接口是Marry，本來(lái)是You結(jié)婚，但是我們將這項(xiàng)工作交給代理類(lèi)，不僅完成結(jié)婚的工作，還處理了一些其他事情。

下面我們看如何使用Runnable實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程：
Programer.java

package cn.itcast.day169.thread;
//使用Runnable創(chuàng)建線(xiàn)程
/*1、類(lèi)實(shí)現(xiàn)Runable接口，重寫(xiě)run方法-->真實(shí)角色類(lèi)
 * */
public class Programer implements Runnable{
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 1000; i++){
            System.out.println("一邊做a， 一邊做b");
        }
    }
}

ProgramerApp.java

package cn.itcast.day169.thread;
//使用Runnable創(chuàng)建線(xiàn)程
/*1、類(lèi)實(shí)現(xiàn)Runable接口，重寫(xiě)run方法-->真實(shí)角色類(lèi)
* 2.啟動(dòng)多線(xiàn)程，使用靜態(tài)代理
*   1)創(chuàng)建真實(shí)角色
*   2）創(chuàng)建代理角色
*   3）調(diào)用start方法啟動(dòng)線(xiàn)程 
* */
public class ProgramerApp {
    public static void main(String[] args) {
        //1)創(chuàng)建真實(shí)角色
        Programer programer = new Programer();
        //2）創(chuàng)建代理角色
        Thread proxy = new Thread(programer);
        //3）調(diào)用start方法啟動(dòng)線(xiàn)程 
        proxy.start();
        for(int i = 0; i < 1000; i++){
            System.out.println("一邊聊天");
        }
    }
}

說(shuō)明：這里我們看到實(shí)現(xiàn)實(shí)例化被代理類(lèi)Programer ，然后使用此類(lèi)創(chuàng)建Thread代理類(lèi)。這樣便實(shí)現(xiàn)了多線(xiàn)程。這里我們推薦使用這種方法。此種方式避免單繼承的局限性，同時(shí)方便共享資源。

2.3 通過(guò)Callable接口實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程

• 在上面的方式中我們可以看到使用Runnable接口時(shí)，run方法是不能有返回值的，但是有時(shí)候我們不可避免的希望得到返回值，此時(shí)我們就可以使用Callable這個(gè)接口。Callable是類(lèi)似于Runnable的接口，實(shí)現(xiàn)Callable接口的類(lèi)和實(shí)現(xiàn)Runnable的類(lèi)都是可被其它線(xiàn)程執(zhí)行的任務(wù)。

• Callable和Runnable有幾點(diǎn)不同：
  1）Callable規(guī)定的方法是call(),而Runnable規(guī)定的方法是run
  2）call方法可拋出異常，而run方法是不能拋出異常的
  3）Callable的任務(wù)執(zhí)行后返回值，運(yùn)行Callable任務(wù)可拿到一個(gè)Future對(duì)象，而Runnable的任務(wù)是不能返回值的。Futrue表示異步計(jì)算的結(jié)果。它提供了檢查計(jì)算是否完成的方法啊，以等待計(jì)算的完成，并檢索計(jì)算的結(jié)果。通過(guò)Future對(duì)象可以了解任務(wù)執(zhí)行的情況，可取任務(wù)的執(zhí)行，還可以獲取任務(wù)的執(zhí)行的結(jié)果。
  缺點(diǎn)：繁瑣

• 使用方式
  1）創(chuàng)建Callable實(shí)現(xiàn)類(lèi)+重寫(xiě)call方法
  2）借助執(zhí)行調(diào)度服務(wù)ExecutorService獲取Futrue對(duì)象

ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(2);
Futrure result = ser.submit(實(shí)現(xiàn)類(lèi)對(duì)象);

3）、獲取值result.get()
4）停止服務(wù)ser.shutdownNow()

Callable_01.java

package cn.itcast.day169.thread;
import java.util.concurrent.*;
/*使用Callable創(chuàng)建線(xiàn)程 */
public class Callable_01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        //創(chuàng)建兩個(gè)線(xiàn)程
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);
        Race tortoise = new Race("千年王八", 1000);
        Race rabbit = new Race("兔子", 500);
        //獲取值
        Future<Integer> result1 = service.submit(tortoise);
        Future<Integer> result2 = service.submit(rabbit);
        Thread.sleep(2000);//2秒
        tortoise.setFlag(false);//停止線(xiàn)程體循環(huán)
        rabbit.setFlag(false);
        int num1 = result1.get();
        int num2 = result2.get();
        System.out.println("烏龜跑了 " + num1 + "步");
        System.out.println("兔子跑了 " + num2 + "步");
        //關(guān)閉線(xiàn)程
        service.shutdownNow();
    }
}

class Race implements Callable<Integer>{
    private String name ;//名稱(chēng)
    private long time ;//延時(shí)時(shí)間，用來(lái)表示速度
    private boolean flag = true;
    private int step = 0;//步
    
    public Race(){}
    public Race(String name ){
        this.name = name;
    }

    public Race(String name, long time) {
        this.name = name;
        this.time = time;
    }
    //重寫(xiě)call方法
    public Integer call() throws Exception {
        while(flag){
            Thread.sleep(time);
            step++;
        }
        return step;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public long getTime() {
        return time;
    }
    public void setTime(long time) {
        this.time = time;
    }
    public boolean isFlag() {
        return flag;
    }
    public void setFlag(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }
    public int getStep() {
        return step;
    }
    public void setStep(int step) {
        this.step = step;
    }
}

說(shuō)明：這里的使用方式和之前的稍微有點(diǎn)不同。

三、線(xiàn)程狀態(tài)

3.1 基本概念

• 線(xiàn)程被創(chuàng)建之后我們調(diào)用start方法，此時(shí)線(xiàn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)（可運(yùn)行狀態(tài)），當(dāng)cpu調(diào)度的時(shí)候進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)線(xiàn)程執(zhí)行完后此線(xiàn)程就停止了，即終止?fàn)顟B(tài)。但是如果線(xiàn)程在還沒(méi)有執(zhí)行完的時(shí)候被停止，那么就進(jìn)入阻塞狀態(tài)，如果阻塞狀態(tài)解除之后線(xiàn)程又進(jìn)入就緒狀態(tài)，在之后cpu調(diào)度則還會(huì)接著進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行執(zhí)行。

• 這里注意：死亡狀態(tài)是線(xiàn)程聲明周期中的最后一個(gè)階段，線(xiàn)程死亡的原因有兩個(gè)。一個(gè)是正常執(zhí)行完，一個(gè)是線(xiàn)程被強(qiáng)制性的終止工作，如果通過(guò)執(zhí)行stop或destroy方法來(lái)終止一個(gè)線(xiàn)程（不推薦使用這兩個(gè)方法），前者會(huì)產(chǎn)生異常，后者是強(qiáng)制終止，不會(huì)釋放鎖。

• 死亡狀態(tài)如何停止線(xiàn)程
  在之前的例子中，其實(shí)我們已經(jīng)看到，我們可以通過(guò)一個(gè)標(biāo)志來(lái)停止線(xiàn)程。
  1、自然終止
  2、外部干涉

  • 1）線(xiàn)程類(lèi)中定義線(xiàn)程體使用的標(biāo)志
  • 2）線(xiàn)程體使用該標(biāo)志
  • 3）提供對(duì)外的方法可以改變?cè)摌?biāo)志
  • 4）外部根據(jù)條件調(diào)用該方法即可

使用標(biāo)志位來(lái)停止線(xiàn)程：

package cn.itcast.day174.thread01;
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Study s = new Study();
        new Thread(s).start();
        //外部干涉
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            if(i == 50){//注意：這里停下來(lái)的時(shí)間點(diǎn)不是很準(zhǔn)確，由cpu決定
                s.stop();
            }
            System.out.println("main-->" + i);
        }
    }
}

class Study implements Runnable{
    private boolean flag = true;
    public void run() {
        while(flag){
            System.out.println("study thread...");
        }
    }
    //對(duì)外提供該表標(biāo)志的方法
    public void stop(){
        this.flag = false;
    }
}

• 阻塞
  • 1、join：合并線(xiàn)程，將多條線(xiàn)程合并為一個(gè)
  • 2、yield：暫停當(dāng)前線(xiàn)程（暫停自己），執(zhí)行其他線(xiàn)程
  • 3、sleep：暫停線(xiàn)程，休眠的時(shí)候不會(huì)釋放鎖。相關(guān)應(yīng)用：
    1）與時(shí)間相關(guān)：數(shù)數(shù)和倒計(jì)時(shí)
    2）模擬網(wǎng)絡(luò)延時(shí)

合并線(xiàn)程

package cn.itcast.day174.thread01;
/*合并線(xiàn)程 */
public class JoinDemo01 extends Thread{
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
        JoinDemo01 demo = new JoinDemo01();
        Thread t = new Thread(demo);//新生狀態(tài)
        t.start();//就緒狀態(tài)
        //cpu調(diào)度就進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)
        
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            if(i == 50){
                //此時(shí)main方法阻塞了，必須讓線(xiàn)程t運(yùn)行完，就是剛開(kāi)始誰(shuí)先執(zhí)行都是隨機(jī)的，
                //但是當(dāng)i的值為50后，便是t線(xiàn)程執(zhí)行完后main線(xiàn)程才能再次執(zhí)行
                t.join();
            }
            System.out.println("main..." + i);
        }
    }
    
    public void run(){
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            System.out.println("join..." + i);
        }
    }
}

說(shuō)明：這里其實(shí)是有兩個(gè)線(xiàn)程，一個(gè)是線(xiàn)程t，一個(gè)是main。開(kāi)始時(shí)是并發(fā)執(zhí)行，但是到i的值為50的時(shí)候便需要t線(xiàn)程運(yùn)行完成之后main線(xiàn)程才能開(kāi)始執(zhí)行。

暫停當(dāng)前線(xiàn)程

package cn.itcast.day174.thread01;
/*暫停執(zhí)行當(dāng)前的線(xiàn)程（暫停自己），并執(zhí)行其他線(xiàn)程*/
public class YieldDemo01 extends Thread{
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
        YieldDemo01 demo = new YieldDemo01();
        Thread t = new Thread(demo);//新生狀態(tài)
        t.start();//就緒狀態(tài)
        //cpu調(diào)度就進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)
        
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            if(i % 20 == 0){
                //注意：這里的暫停不是很?chē)?yán)格
                Thread.yield();//暫停自己，注意：寫(xiě)在誰(shuí)的線(xiàn)程體內(nèi)就暫停誰(shuí)（這里暫停main），效果不是很明顯
            }
            System.out.println("main..." + i);
        }
    }
    
    public void run(){
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            System.out.println("yield..." + i);
        }
    }
}

說(shuō)明：這里一定要注意到底是暫停哪個(gè)線(xiàn)程。

數(shù)數(shù)和倒計(jì)時(shí)

package cn.itcast.day174.thread01;
import java.util.Date;
import java.text.SimpleDateFormat;

//倒計(jì)時(shí)，倒數(shù)十個(gè)數(shù)，一秒內(nèi)打印一個(gè)
public class SleepDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test2();
    }

    public static void test1() throws InterruptedException {
        int num = 10;
        while (true) {
            System.out.println(num--);
            Thread.sleep(1000);// 暫停
            if (num <= 0) {
                break;
            }
        }
    }

    // 倒計(jì)時(shí)
    public static void test2() throws InterruptedException {
        Date endTime = new Date(System.currentTimeMillis() + 10 * 1000);
        long end = endTime.getTime();
        while (true) {
            System.out.println(new SimpleDateFormat("mm:ss").format(endTime));
            endTime = new Date(endTime.getTime() - 1000);
            Thread.sleep(1000);
            if (end - 10000 > endTime.getTime()) {
                break;
            }
        }
    }
}

模擬網(wǎng)絡(luò)延時(shí)

package cn.itcast.day174.thread01;
//模擬網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，可能出現(xiàn)并發(fā)問(wèn)題
public class SleepDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        Web12306 web = new Web12306();//真實(shí)角色
        //代理對(duì)象
        Thread t1 = new Thread(web, "黃牛1");//第二個(gè)參數(shù)是當(dāng)前線(xiàn)程的名字
        Thread t2 = new Thread(web, "黃牛2");
        Thread t3 = new Thread(web, "黃牛3");
        //啟動(dòng)線(xiàn)程
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

class Web12306 implements Runnable{
    private int num = 50;
    public void run() {
        while(true){
            if(num <= 0){
                break;
            }
            try {
                Thread.sleep(500);//500ms的延時(shí)
                //加入延時(shí)之后可能會(huì)造成資源沖突的問(wèn)題，這就是并發(fā)問(wèn)題
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "搶到了第" + num-- + "張票");
        }
    }
}

• 線(xiàn)程基本信息

下面給出兩個(gè)例子：
MyThread.java

package cn.itcast.day174.thread01;
public class MyThread implements Runnable {
    private boolean flag = true;
    private int num = 0;

    public void run() {
        while (flag) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + num++);
        }
    }

    public void stop() {
        this.flag = false;
    }
}

InfoDemo01.java

package cn.itcast.day174.thread01;
//currentThread()靜態(tài)方法
public class InfoDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyThread t1 = new MyThread();
        Thread proxy = new Thread(t1, "t1線(xiàn)程");//第二個(gè)參數(shù)是線(xiàn)程的名稱(chēng)
        //我們也可以這樣設(shè)置線(xiàn)程名稱(chēng)
        proxy.setName("狗蛋");
        System.out.println(proxy.getName());
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());//獲取名稱(chēng)
        proxy.start();
        System.out.println("線(xiàn)程啟動(dòng)后的狀態(tài)： " + proxy.isAlive());//查看線(xiàn)程是否“活著”
        Thread.sleep(200);
        t1.stop();
        Thread.sleep(200);
        System.out.println("線(xiàn)程停止后的狀態(tài)： " + proxy.isAlive());
    }
}

InfoDemo02.java

package cn.itcast.day174.thread01;
//優(yōu)先級(jí)
//MAX_PRIORITY  10最大
//MIN_PRIORITY  1最小
//NORM_PRIORITY  5默認(rèn)
//優(yōu)先級(jí)不代表絕對(duì)的優(yōu)先，沒(méi)有先后順序，代表的是概率
public class InfoDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyThread t1 = new MyThread();
        Thread p1 = new Thread(t1, "t1線(xiàn)程");
        MyThread t2 = new MyThread();
        Thread p2 = new Thread(t2, "t2線(xiàn)程");
        p1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);//設(shè)置優(yōu)先級(jí)
        p2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//設(shè)置優(yōu)先級(jí)
        p1.start();
        p2.start();
        
        Thread.sleep(100);
        t1.stop();
        t2.stop();
    }
}

說(shuō)明：這兩個(gè)例子都是用來(lái)取得線(xiàn)程的一些信息。