线程

我们在之前，学习的程序在没有跳转语句的前提下，都是由上至下依次执行，那现在想要设计一个程序，边打游戏边听歌，怎么设计？

要解决上述问题,咱们得使用多进程或者多线程来解决.

4.1 并发与并行

• 并发：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。
• 并行：指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。

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在操作系统中，安装了多个程序，并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行，这在单 CPU 系统中，每一时刻只能有一道程序执行，即微观上这些程序是分时的交替运行，只不过是给人的感觉是同时运行，那是因为分时交替运行的时间是非常短的。

而在多个 CPU 系统中，则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上（CPU），实现多任务并行执行，即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序，这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核 CPU，便是多核处理器，核 越多，并行处理的程序越多，能大大的提高电脑运行的效率。

注意：单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的，只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同理,线程也是一样的，从宏观角度上理解线程是并行运行的，但是从微观角度上分析却是串行运行的，即一个线程一个线程的去运行，当系统只有一个CPU时，线程会以某种顺序执行多个线程，我们把这种情况称之为线程调度。

4.2 线程与进程

• 进程：是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多个进程；进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。
  （从硬盘到内存中，再从内存中消失的过程）

• 线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。

  简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程

我们可以再电脑底部任务栏，右键----->打开任务管理器,可以查看当前任务的进程：

进程

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线程

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线程调度:

• 分时调度

  所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。

• 抢占式调度

  优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度。

  大部分操作系统都支持多进程并发运行，现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如：现在我们上课一边使用编辑器，一边使用录屏软件，同时还开着画图板，dos窗口等软件。此时，这些程序是在同时运行，”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。

  实际上，CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言，某个时刻，只能执行一个线程，而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。
  其实，多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。

4.3 创建线程类

Java使用java.lang.Thread类代表线程，所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。每个线程的作用是完成一定的任务，实际上就是执行一段程序流即一段顺序执行的代码。Java使用线程执行体来代表这段程序流。Java中通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下：

1. 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。
2. 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象
3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

代码如下：

测试类：

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建自定义线程对象
        MyThread mt = new MyThread("新的线程！");
        //开启新线程
        mt.start();
        //在主方法中执行for循环
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("main线程！"+i);
        }
    }
}

自定义线程类：

public class MyThread extends Thread {
    //定义指定线程名称的构造方法
    public MyThread(String name) {
        //调用父类的String参数的构造方法，指定线程的名称
        super(name);
    }
    /**
     * 重写run方法，完成该线程执行的逻辑
     */
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(getName()+"：正在执行！"+i);
        }
    }
}

线程常用方法

1、getName();获取当前线程名称
2、currentThread();获取当前正在执行的线程，再使用线程获取名字的方法

Thread.currentThread.getName();

4.4多线程原理

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创建线程方式二

声明Runnable接口
步骤：
1）创建一个Runnable接口实现类
2）创建实现类对象
3）建立新线程，并把实现类对象传入线程中去
4）调用start方法

//1、创建一个Runnable接口的实现类
public class RunnableImpl implements Runnable {
   //2、复写run方法
    @Override
    public void run() {
        //设置任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
        }
    }
}

public class demo01Runnable {
    public static void main(String[] args) {
        //3、创建实现类的对象
        RunnableImpl run=new RunnableImpl();
         //4、创建Thread对象，传入实现类对象
        Thread th=new Thread(run);
        //5、调用start方法，执行Thread的run方法
         th.start();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
        }
    }
}

两个线程同时运行

4.5内部类方式实现线程的创建

new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"嘿嘿");
                }
            }
        }.start();

new Thread( new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"哈哈");
                }
            }
        }).start();

线程安全

用线程同步来解决
1、同步代码块
2、同步方法
3、锁机制

同步代码块

atnchronized(同步锁){
        需要同步操作的代码
}

注：
1、锁对象可以用任何对象
2、多线程使用的锁是同一个对象
3、锁：把同步代码块锁住，只让一个线程执行

private int ticket=100;
    //创建同步代码块里的锁
    Object obj=new Object();
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            synchronized (obj){
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖" + ticket + "张票");
                    ticket--;
                }

            }
        }
        //使用同步代码块，线程安全
        
    } }
    }

同步方法

public synchronized void method(){
    可能会产生限权安全的问题
}

锁是谁？
对于非静态方法而言，同步锁就是this
对于静态方法而言，锁对象是本类的class属性

public synchronized void getSaft(){
            if (ticket > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖" + ticket + "张票");
                ticket--;
            }
        }

Lock锁

lock();加同步锁
unlock();释放同步锁

 while (true) {
                lock.lock();
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖" + ticket + "张票");
                        ticket--;
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }finally {
                        lock.unlock();
                    }

                }
        }

线程状态

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