Java 进程与多线程

一、何为程序？进程？线程？

程序(program)是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码，静态对象。
进程(process)是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。动态过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程。
如：运行中的QQ，运行中的MP3播放器
程序是静态的，进程是动态的。线程(thread)，进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径。
若一个程序可同一时间执行多个线程，就是支持多线程的。

二、多线程的创建和启动

Java语言的JVM允许程序运行多个线程，它通过java.lang.Thread类来实现。

Thread类的特性
每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的，经常把run()方法的主体称为线程体
通过该Thread对象的start()方法来调用这个线程。

Thread类的构造方法
Thread()：创建新的Thread对象
Thread(String threadname)：创建线程并指定线程实例名
Thread(Runnable target)：指定创建线程的目标对象，它实现了Runnable接口中的run方法
Thread(Runnable target, String name)：创建新的Thread对象

创建线程的两种方式
方式一：继承Thread类
1) 定义子类继承Thread类。
2) 子类中重写Thread类中的run方法。
3) 创建Thread子类对象，即创建了线程对象。
4) 调用线程对象start方法：启动线程，调用run方法。
方式二：实现Runnable接口
1）定义子类，实现Runnable接口。
2）子类中重写Runnable接口中的run方法。
3）通过Thread类含参构造器创建线程对象。
4）将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造方法中。
5）调用Thread类的start方法：开启线程，调用Runnable子类接口的run方法。

三、继承方式和实现方式的联系与区别

public class Thread extends Object implements Runnable

【区别】
继承Thread: 线程代码存放Thread子类run方法中。
实现Runnable：线程代码存在接口的子类的run方法。
【实现方法的好处】
1）避免了单继承的局限性
2）多个线程可以共享同一个接口实现类的对象，非常适合多个相同线程来处理同一份资源。

四、 线程的调度

线程的优先级控制
MAX_PRIORITY（10）;
MIN _PRIORITY （1）;
NORM_PRIORITY （5）;
涉及的方法：
getPriority() ：返回线程优先值
setPriority(int newPriority) ：改变线程的优先级
线程创建时继承父线程的优先级

五、Thread类的有关方法

# static void yield()：线程让步
暂停当前正在执行的线程，把执行机会让给优先级相同或更高的线程
若队列中没有同优先级的线程，忽略此方法
# join() ：当某个程序执行流中调用其他线程的 join() 方法时，调用线程将被阻塞，直到 join() 方法加入的 join 线程执行完为止
低优先级的线程也可以获得执行
# static void sleep(long millis)：(指定时间:毫秒)
令当前活动线程在指定时间段内放弃对CPU控制,使其他线程有机会被执行,时间到后重排队。
抛出InterruptedException异常
# stop(): 强制线程生命期结束
# boolean isAlive()：返回boolean，判断线程是否还活着

六、使用多线程的优点
1、提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验。
2、提高计算机系统CPU的利用率
3、改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和修改

七、线程的生命周期
JDK中用Thread.State枚举表示了线程的几种状态。要想实现多线程，必须在主线程中创建新的线程对象。Java语言使用Thread类及其子类的对象来表示线程，
在它的一个完整的生命周期中通常要经历如下的五种状态：
新建：当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建状态
就绪：处于新建状态的线程被start()后，将进入线程队列等待CPU时间片，此时它已具备了运行的条件
运行：当就绪的线程被调度并获得处理器资源时,便进入运行状态， run()方法定义了线程的操作和功能
阻塞：在某种特殊情况下，被人为挂起或执行输入输出操作时，让出 CPU 并临时中止自己的执行，进入阻塞状态
死亡：线程完成了它的全部工作或线程被提前强制性地中止

八、线程的安全问题
1、多线程出现安全问题原因
当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。
2、解决办法
对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其他线程不可以参与执行。
3、Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式：同步机制
synchronized (对象）{
// 需要被同步的代码；
}

synchronized还可以放在方法声明中，表示整个方法
为同步方法。
例如：
public synchronized void show (String name){
….
}
4、互斥锁
在Java语言中，引入了对象互斥锁的概念，来保证共享数据操作的完整性。每个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象。
关键字synchronized 来与对象的互斥锁联系。当某个对象用synchronized修饰时，表明该对象在任一时刻只能由一个线程访问。
同步的局限性：导致程序的执行效率要降低
同步方法（非静态的）的锁为this。
同步方法（静态的）的锁为当前类本身。
5、释放锁的操作
当前线程的同步方法、同步代码块执行结束；
当前线程在同步代码块、同步方法中遇到break、return终止了该代码块、该方法的继续执行；
当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或Exception，导致异常结束；
当前线程在同步代码块、同步方法中执行了线程对象的wait()方法，当前线程暂停，并释放锁。
6、不会释放锁的操作
线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()方法暂停当前线程的执行。
线程执行同步代码块时，其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程挂起，该线程不会释放锁（同步监视器）。
应尽量避免使用suspend()和resume()来控制线程
7、线程的死锁问题
死锁：不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁。
解决方法：
1）专门的算法、原则
2）尽量减少同步资源的定义

九、线程通信
1、wait() 与 notify() 和 notifyAll()
wait()：令当前线程挂起并放弃CPU、同步资源，使别的线程可访问并修改共享资源，而当前线程排队等候再次对资源的访问
notify()：唤醒正在排队等待同步资源的线程中优先级最高者结束等待
notifyAll ()：唤醒正在排队等待资源的所有线程结束等待.
Java.lang.Object提供的这三个方法只有在synchronized方法或synchronized代码块中才能使用，否则会报java.lang.IllegalMonitorStateException异常
2、wait() 方法
在当前线程中调用方法： 对象名.wait()
使当前线程进入等待（某对象）状态 ，直到另一线程对该对象发出 notify (或notifyAll) 为止。
调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）
调用此方法后，当前线程将释放对象监控权 ，然后进入等待
在当前线程被notify后，要重新获得监控权，然后从断点处继续代码的执行。
3、notify()/notifyAll()
在当前线程中调用方法： 对象名.notify()
功能：唤醒等待该对象监控权的一个线程。
调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）

--------------------------------------