Java线程详解
程序、进程、线程的概念 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，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
Java中多线程的创建和使用
一、定义线程
1、继承java.lang.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。
2、实现java.lang.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。
2.1、继承方式和实现方式的联系与区别
3.通过Callable和Future创建线程
通过Callable和Future创建线程的具体步骤和具体代码如下：
• 创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该call()方法将作为线程执行体，并且有返回值。 • 创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。 • 使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。 • 调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值其中，Callable接口(也只有一个方法) 4. 通过线程池来创建线程 ① new ThreadPoolExecutor(…); ② 创建任务Task implements Callable，重写run()方法； ③ 通过线程池的execute()或submit()将任务command传入线程池; ④ 获取返回值：
1、如果是扩展java.lang.Thread类的线程，则直接new即可。
2、如果是实现了java.lang.Runnable接口的类，则用Thread的构造方法：
三、Thread类的有关方法
1.start()：启动线程并执行相应的run()方法 2.run():子线程要执行的代码放入run()方法中 3.currentThread()：静态的，调取当前的线程 4.getName():获取此线程的名字 5.setName():设置此线程的名字 6.yield():调用此方法的线程释放当前CPU的执行权 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
7.join():在A线程中调用B线程的join()方法，表示：当执行到此方法，A线程停止执行，直至B线程执行完毕， 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 8.isAlive():判断当前线程是否还存活 9.sleep(long l):显式的让当前线程睡眠l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
10.线程通信：wait() notify() notifyAll()
设置线程的优先级 getPriority() ：返回线程优先值 setPriority(int newPriority) ：改变线程的优先级
四、代码实现
继承于Thread类
实现Runnable接口
线程的调度
调度策略
时间片：
抢占式：高优先级的线程抢占CPU Java的调度方法 同优先级线程组成先进先出队列（先到先服务），使用时间片策略 对高优先级，使用优先调度的抢占式策略
线程的优先级
线程默认优先级是5，Thread类中有三个常量，定义线程优先级范围： static int MAX_PRIORITY 线程可以具有的最高优先级。 static int MIN_PRIORITY 线程可以具有的最低优先级。 static int NORM_PRIORITY 分配给线程的默认优先级。 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
1.线程总是存在优先级，优先级范围在1~10之间。JVM线程调度程序是基于优先级的抢先调度机制。 在大多数情况下，当前运行的线程优先级将大于或等于线程池中任何线程的优先级。但这仅仅是大多数情况。 注意：线程的优先级仍然无法保障线程的执行次序。只不过，优先级高的线程获取CPU资源的概率较大，优先级低的并非没机会执行。
2.当线程池中线程都具有相同的优先级，调度程序的JVM实现自由选择它喜欢的线程。这时候调度程序的操作有两种可能：
一是选择一个线程运行，直到它阻塞或者运行完成为止。 二是时间分片，为池内的每个线程提供均等的运行机会。 设置线程的优先级：线程默认的优先级是创建它的执行线程的优先级。可以通过setPriority(int newPriority)更改线程的优先级。例如： Thread t = new MyThread(); t.setPriority(8); t.start(); 3.线程优先级为110之间的正整数，JVM从不会改变一个线程的优先级。然而，110之间的值是没有保证的。一些JVM可能不能识别10个不同的值， 而将这些优先级进行每两个或多个合并，变成少于10个的优先级，则两个或多个优先级的线程可能被映射为一个优先级。
代码实现：
线程的生命周期
一、线程状态
线程的状态转换是线程控制的基础。线程状态总的可分为五大状态：分别是生、死、可运行、运行、等待/阻塞。用一个图来描述如下：
1、新建状态：线程对象已经创建，还没有在其上调用start()方法。
2、就绪状态：当线程有资格运行，但调度程序还没有把它选定为运行线程时线程所处的状态。当start()方法调用时，线程首先进入可运行状态。在线程运行之后或者从阻塞、等待或睡眠状态回来后，也返回到可运行状态。
3、运行状态：线程调度程序从可运行池中选择一个线程作为当前线程时线程所处的状态。这也是线程进入运行状态的唯一一种方式。
4、等待/阻塞/睡眠状态：这是线程有资格运行时它所处的状态。实际上这个三状态组合为一种，其共同点是：线程仍旧是活的，但是当前没有条件运行。换句话说，它是可运行的，但是如果某件事件出现，他可能返回到可运行状态。
5、死亡态：当线程的run()方法完成时就认为它死去。这个线程对象也许是活的，但是，它已经不是一个单独执行的线程。线程一旦死亡，就不能复生。如果在一个死去的线程上调用start()方法，会抛出java.lang.IllegalThreadStateException异常。
二、阻止线程执行
1、睡眠
Thread.sleep(long millis)和Thread.sleep(long millis, int nanos)静态方法强制当前正在执行的线程休眠（暂停执行），以“减慢线程”。当线程睡眠时，它入睡在某个地方，在苏醒之前不会返回到可运行状态。当睡眠时间到期，则返回到可运行状态。
注意：
1、线程睡眠是帮助所有线程获得运行机会的最好方法。
2、线程睡眠到期自动苏醒，并返回到就绪状态，不是运行状态。sleep()中指定的时间是线程不会运行的最短时间。因此，sleep()方法不能保证该线程睡眠到期后就开始执行。
3、sleep()是静态方法，只能控制当前正在运行的线程。
下面给个代码实现：
结果：
2、线程让步yield() Thread.yield()方法作用是：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。 yield()应该做的是让当前运行线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行机会。 因此，使用yield()的目的是让相同优先级的线程之间能适当的轮转执行。但是，实际中无法保证yield() 达到让步目的，因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。 结论：yield()从未导致线程转到等待/睡眠/阻塞状态。在大多数情况下，yield()将导致线程从运行状态 转到就绪状态，但有可能没有效果。
3、join()方法
Thread的非静态方法join()让一个线程B“加入”到另外一个线程A的尾部。在A执行完毕之前，B不能工作。例如：
另外，join()方法还有带超时限制的重载版本。例如t.join(5000);则让线程等待5000毫秒，如果超过这个时间，则停止等待，变为可运行状态。
线程的加入join()对线程栈导致的结果是线程栈发生了变化，当然这些变化都是瞬时的。
小结：
到目前位置，介绍了线程离开运行状态的3种方法：
1、调用Thread.sleep()：使当前线程睡眠至少多少毫秒（尽管它可能在指定的时间之前被中断）。
2、调用Thread.yield()：不能保障太多事情，尽管通常它会让当前运行线程回到可运行性状态，使得有相同优先级的线程有机会执行。
3、调用join()方法：保证当前线程停止执行，直到该线程所加入的线程完成为止。然而，如果它加入的线程没有存活，则当前线程不需要停止。
除了以上三种方式外，还有下面几种特殊情况可能使线程离开运行状态：
1、线程的run()方法完成。
2、在对象上调用wait()方法（不是在线程上调用）。
3、线程不能在对象上获得锁定，它正试图运行该对象的方法代码。
4、线程调度程序可以决定将当前运行状态移动到可运行状态，以便让另一个线程获得运行机会，而不需要任何理由。
线程的同步
如果我们创建的多个线程，存在着共享数据，那么就有可能出现线程的安全问题：当其中一个线程操作共享数据时，还未操作完成，另外的线程就参与进来，导致对共享数据的操作出现问题。
方式一：同步代码块： synchronized(同步监视器){ //操作共享数据的代码 } 注：1.同步监视器：俗称锁，任何一个类的对象都可以才充当锁。要想保证线程的安全，必须要求所有的线程共用同一把锁！ 2.使用实现Runnable接口的方式创建多线程的话，同步代码块中的锁，可以考虑是this。如果使用继承Thread类的方式，慎用this! 3.共享数据：多个线程需要共同操作的变量。 明确哪部分是操作共享数据的代码。
方式二：同步方法：将操作共享数据的方法声明为synchronized。 比如：public synchronized void show(){ //操作共享数据的代码} 注：1.对于非静态的方法而言，使用同步的话，默认锁为：this。如果使用在继承的方式实现多线程的话，慎用！ 2.对于静态的方法，如果使用同步，默认的锁为：当前类本身。以单例的懒汉式为例。 Class clazz = Singleton.class
即使是线程安全类，也应该特别小心，因为操作的线程是间仍然不一定安全。
举个形象的例子，比如一个集合是线程安全的，有两个线程在操作同一个集合对象，当第一个线程查询集合非空后，删除集合中所有元素的时候。第二个线程也来执行与第一个线程相同的操作，也许在第一个线程查询后，第二个线程也查询出集合非空，但是当第一个执行清除后，第二个再执行删除显然是不对的，因为此时集合已经为空了。
看个代码：
虽然集合对象
是同步的，但是程序还不是线程安全的。
出现这种事件的原因是，上例中一个线程操作列表过程中无法阻止另外一个线程对列表的其他操作。
解决上面问题的办法是，在操作集合对象的NameList上面做一个同步。改写后的代码如下：
这样，当一个线程访问其中一个同步方法时，其他线程只有等待。
线程的通信
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 生产者消费者例子：
说明：
对于本例，要说明的是当发现不能满足生产或者消费条件的时候，调用对象的wait方法，wait方法的作用是释放当前线程的所获得的锁，并调用对象的notifyAll()方法，通知（唤醒）该对象上其他等待线程，使得其继续执行。这样，整个生产者、消费者线程得以正确的协作执行。
notifyAll() 方法，起到的是一个通知作用，不释放锁，也不获取锁。只是告诉该对象上等待的线程“可以竞争执行了，都醒来去执行吧”。
本例仅仅是生产者消费者模型中最简单的一种表示，本例中，如果消费者消费的仓储量达不到满足，而又没有生产者，则程序会一直处于等待状态，这当然是不对的。实际上可以将此例进行修改，修改为，根据消费驱动生产，同时生产兼顾仓库，如果仓不满就生产，并对每次最大消费量做个限制，这样就不存在此问题了，当然这样的例子更复杂，更难以说明这样一个简单模型。 总结： 释放锁: wait();
线程死锁
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 死锁是我们在使用同步时，需要避免的问题！
//死锁的问题：处理线程同步时容易出现。 //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 //写代码时，要避免死锁！
线程的调度-守护线程
守护线程与普通线程写法上基本么啥区别，调用线程对象的方法setDaemon(true)，则可以将其设置为守护线程。
守护线程使用的情况较少，但并非无用，举例来说，JVM的垃圾回收、内存管理等线程都是守护线程。还有就是在做数据库应用时候，使用的数据库连接池，连接池本身也包含着很多后台线程，监控连接个数、超时时间、状态等等。
setDaemon方法的详细说明：
从上面的执行结果可以看出：
前台线程是保证执行完毕的，后台线程还没有执行完毕就退出了。
实际上：JRE判断程序是否执行结束的标准是所有的前台执线程行完毕了，而不管后台线程的状态，因此，在使用后台县城时候一定要注意这个问题。
Java线程：volatile关键字
Java 语言包含两种内在的同步机制：同步块（或方法）和 volatile变量。这两种机制的提出都是为了实现代码线程的安全性。其中 Volatile变量的同步性较差（但有时它更简单并且开销更低），而且其使用也更容易出错。
谈及到volatile关键字，不得不提的一篇文章是：《Java理论与实践:正确使用 Volatile 变量》，这篇文章对volatile关键字的用法做了相当精辟的阐述。
之所以要单独提出volatile这个不常用的关键字原因是这个关键字在高性能的多线程程序中也有很重要的用途，只是这个关键字用不好会出很多问题。
首先考虑一个问题，为什么变量需要volatile来修饰呢？
要搞清楚这个问题，首先应该明白计算机内部都做什么了。比如做了一个i++操作，计算机内部做了三次处理：读取－修改－写入。
同样，对于一个long型数据，做了个赋值操作，在32系统下需要经过两步才能完成，先修改低32位，然后修改高32位。
假想一下，当将以上的操作放到一个多线程环境下操作时候，有可能出现的问题，是这些步骤执行了一部分，而另外一个线程就已经引用了变量值，这样就导致了读取脏数据的问题。
通过这个设想，就不难理解volatile关键字了。
volatile可以用在任何变量前面，但不能用于final变量前面，因为final型的变量是禁止修改的。也不存在线程安全的问题。
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