进程、线程、多线程

进程、线程、多线程

一、概念

1. 进程与线程的关系：一个进程可以包含多个线程
2. 线程就是独立的执行路径
3. 在程序运行是，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程、gc线程
4. main()称为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序
5. 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行有调度器安排，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能人为干预的
6. 对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制
7. 线程会带来额外的开销，如cpu调度时间，并发控制开销
8. 每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

二、线程创建

方式一：继承Thread类（Thread类其实也实现了Runnable接口）

1. 自定义线程类继承Thread类
2. 重写run()方法，编写线程执行体
3. 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，有cpu调度执行

方式二：实现Runnable接口

1. 自定义类实现Runnable接口
2. 重写run()方法，编写线程执行体
3. 创建线程对象，调用start()方法启动线程

方式三：实现Callable接口

1. 实现Callable接口，需要返回值
2. 重写call()方法，需要抛出异常
3. 创建目标对象
4. 创建执行服务：ExecutorService ser=Excutors.newFixedThreadPool(线程个数);
5. 执行提交：Future result1=ser.submit(实现Callable接口的目标对象t1);
6. 获得结果：boolean r1=result1.get();
7. 关闭服务：ser.shutdownNow();

小结：对比继承Thread类和实现Runnable接口两种方式

1. 继承Thread类
   • 子类继承Thread类具备多线程能力
   • 启动线程：子类对象.start()
   • 不建议使用：避免OOP单继承的局限性
2. 实现Runnable接口
   • 实现Runnable接口具备多线程能力
   • 启动线程：new Thread(实现Runnable接口的目标对象).start()
   • 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

三、守护线程（daemon）

• 线程分为用户线程和守护线程
• 虚拟机必须确保用户线程执行完毕
• 虚拟机不用等待守护线程执行完毕
• 守护线程如，后台记录操作日志、监控内存、垃圾回收等待…

四、静态代理模式

1. 真实对象和代理对象都是要实现同一个接口
2. 代理对象要代理真实角色
3. 好处：
   • 代理对象可以做很多真是对象无法做的事情
   • 真实对象专注做自己的事情

五、线程同步

1. 由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问的正确性，在访问是加入锁机制synchronized ，当一个线程获得对象的排它锁，独占资源，其他线程必须等待，使用后释放锁即可，会存在以下问题：
   • 一个线程持有锁会导致其他需要此锁的线程挂起
   • 在多线程竞争下，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
2. 由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问（ get()、set() ），所以我们只需要对方法提出一套机制，这套机制就是synchronized关键字，它包括两种用法：
   • synchronized方法
   • synchronized块
3. synchronized方法控制对“对象”的访问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法必须获得调用该对象的锁才能执行，否则线程会阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到方法返回才释放锁，后面被阻塞的线程才能获得这个锁，继续执行
   • 缺点：若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率
4. 同步块：synchronized(Obj){}，其中Obj称为同步监视器
   • Obj可以是任何对象，但是推荐使用公共资源作为同步监视器
   • 同步方法中无须指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是this，就是这个对象本身，或者是class
   • 同步监视器的执行过程：
     • 第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码
     • 第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问
     • 第一个线程访问完毕，解锁同步监视器
     • 第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问

五、死锁

1. 产生死锁的四个必要条件：
   • 互斥条件：一个资源一次只能被一个进程使用
   • 请求与保持：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得资源保持不放
   • 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能去强行剥夺
   • 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关系

六、Lock（锁）

1. 概念
   • 从jdk5开始，java提供了更强大的线程同步机制——通过显式定义同步锁对对象来实现同步，同步锁使用Lock对象充当
   • java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个进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空间，每次访问只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前先获得Lock对象
   • ReentrantLock（可重入锁）类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显式加锁、释放锁
2. synchronized与Lock对比
   • Lock是显式锁（手动开启和关闭锁），synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放
   • Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
   • 使用Lock锁，jvm将花费较少的时间来调度线程，性能更好，并且就有较好的扩展性（提供更多子类）
   • 使用优先顺序：Lock>同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源）>同步方法（在方法体之外）

最后

以上就是无辜秋天为你收集整理的进程、线程、多线程的全部内容，希望文章能够帮你解决进程、线程、多线程所遇到的程序开发问题。

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