線程問題

線程的入門

在瞭解線程以前，首先明白什麼是進程。

什麼是進程：

進程是指運行中的應用程序，每一個進程都會有本身獨立的地址空間（內存空間）好比：瀏覽器，編譯器，系統任務管理器等等。操做系統會給該進程分配獨立的地址空間，當用戶再次點擊瀏覽器時，就又啓動一個進程。用戶每啓動一個進程，操做系統就會給該進程分配一個獨立的內存空間。

什麼是線程：

線程能夠理解成進程的寄生，一個進程能夠由多個線程。線程本身不擁有系統資源，只擁有一點在運行中必不可少的資源，但他可與同屬一個進程的其餘線程共享所擁有的所有資源，一個線程能夠建立和撤銷另外一個線程，線程能夠併發執行。

線程有三種基本狀態：就緒，阻塞，運行。

線程的理解：

一、線程是輕量級進程。

二、線程沒有獨立的地址空間

三、線程由進程建立（寄生）

四、一個進程能夠擁有多個線程------>多線程

五、線程的生命週期：

　　新建狀態，就緒狀態，運行狀態，阻塞狀態，死亡狀態。

線程的應用場景：

一、咱們熟悉的Tomcat服務器內部就是使用多線程：

上百個客戶訪問同一個web應用，Tomcat接入後都是把後續的處理扔給一個新的線程來處理，這個新的線程就是servlet程序，好比doGet和doPost

若是不採用多線程，上百個用戶同時訪問一個web應用的時候，只能使用串行處理，那樣就不實際。

二、異步處理：

異步處理也使用多線程，好比task a和task b要並行處理。可是CPU是多核的話，就可讓一個CPU執行有一個線程，若是隻有一個CPU的話，底層是按照分時複用的原則，各個線程按照時間獲取CPU資源。

三、javaweb應用中不多用到多線程，由於在開發過程當中，多線程被框架實現了，須要本身實現的不多。

四、用的比較多的時網絡應用程序。

線程的安全問題：

爲何又線程安全問題？

 

當多個線程同時共享，同一個全局變量或靜態變量，作寫的操做時，可能會發生數據衝突問題，也就是線程安全問題。可是作讀操做是不會發生數據衝突問題。

經典案例就是搶火車票的案例啦：

class ThreadTrain1 implements Runnable { private int count = 100; private static Object oj = new Object();   @Override public void run() { while (count > 0) { try { Thread.sleep(50); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception } sale(); } }   public void sale() { // 前提 多線程進行使用、多個線程只能拿到一把鎖。 // 保證只能讓一個線程 在執行 缺點效率下降 // synchronized (oj) { // if (count > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - count + 1) + "票"); count--; // } // } } }   public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { ThreadTrain1 threadTrain1 = new ThreadTrain1(); Thread t1 = new Thread(threadTrain1, "①號窗口"); Thread t2 = new Thread(threadTrain1, "②號窗口"); t1.start(); t2.start(); } }

運行結果：

能夠看到一號跟二號出現搶到同一張票，這顯然是不可用的

線程安全的解決辦法：

使用同步synchronized或者使用鎖（lock）

爲何使用多線程同步或者鎖就能解決線程安全問題？

答：由於多線程可能會發生數據衝突問題（線程不安全問題），只能讓當前一個線程執行，同步/鎖內的代碼執行完以後，才能讓其餘線程進來執行，一個一個執行，這樣就能夠解決線程不安全問題。多個線程共享一個資源，不會收到其餘線程的干擾。

多線程同步代碼塊案例：

private static Object oj = new Object();    public void sale() { // 前提 多線程進行使用、多個線程只能拿到一把鎖。 // 保證只能讓一個線程 在執行 缺點效率下降  synchronized (oj) { if (count > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售第" + (100 - count + 1) + "票"); count--; }  } }

也能夠這樣寫：

public synchronized void sale() { if (trainCount > 0) {  try { Thread.sleep(40); } catch (Exception e) { } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售 第" + (100 - trainCount + 1) + "張票."); trainCount--; } }

 注意：使用同步代碼塊的時候通常都是使用當前類。靜態方法時使用鎖時當前類的字節碼文件。

多線程死鎖：

 簡單理解：同步中嵌套同步，致使鎖沒法釋放。

class ThreadTrain6 implements Runnable { // 這是貨票總票數,多個線程會同時共享資源 private int trainCount = 100; public boolean flag = true; private Object mutex = new Object();   @Override public void run() { if (flag) { while (true) { synchronized (mutex) { // 鎖(同步代碼塊)在何時釋放？ 代碼執行完， 自動釋放鎖. // 若是flag爲true 先拿到 obj鎖,在拿到this 鎖、 才能執行。 // 若是flag爲false先拿到this,在拿到obj鎖，才能執行。 // 死鎖解決辦法:不要在同步中嵌套同步。 sale(); } } } else { while (true) { sale(); } } } public synchronized void sale() { synchronized (mutex) { if (trainCount > 0) { try { Thread.sleep(40); } catch (Exception e) {   } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售 第" + (100 - trainCount + 1) + "張票."); trainCount--; } } } }   public class DeadlockThread {   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {   ThreadTrain6 threadTrain = new ThreadTrain6(); // 定義 一個實例 Thread thread1 = new Thread(threadTrain, "一號窗口"); Thread thread2 = new Thread(threadTrain, "二號窗口"); thread1.start(); Thread.sleep(40); threadTrain.flag = false; thread2.start(); }   }

多線程的三大特性：

一、原子性

原子性是指不可分割，必須先後一致，好比去銀行存取錢，A帳戶往B帳戶裏轉1000塊錢，A帳戶裏減去1000，B帳戶增長1000，先後不能夠有分割。

二、可見性

多個線程訪問同一個變量時，一個線程修改了該變量的值，其餘線程可以當即看到修改的值

三、有序性

 程序執行的順序按照代碼的前後順序執行。

Java內存模型：

共享內存模型指的就是Java內存模型(簡稱JMM)，JMM決定一個線程對共享變量的寫入時,能對另外一個線程可見。從抽象的角度來看，JMM定義了線程和主內存之間的抽象關係：線程之間的共享變量存儲在主內存（main memory）中，每一個線程都有一個私有的本地內存（local memory），本地內存中存儲了該線程以讀/寫共享變量的副本。本地內存是JMM的一個抽象概念，並不真實存在。它涵蓋了緩存，寫緩衝區，寄存器以及其餘的硬件和編譯器優化。