湖畔镇

Java——多线程

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一个程序可能包含多个并发运行的任务，可以在程序中并发的启动多个线程

创建任务和线程

为了创建任务，必须为任务定义一个类，任务类必须实现Runnable接口

public class TaskClass implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        ...
    }
}

任务必须在线程中进行

TaskClass task = new TaskClass();
Thread thread = new Thread(task);

使用start()方法运行任务

thread.start();

Thread类

Thread类实现了Runnable，所以可以定义一个Thread的扩展类，并且实现run()方法，然后创建该类的一个对象，调用start()来启动线程，然而并不推荐这么做，因为它将任务和运行任务的机制混在了一起，将任务从线程中分离出来是更好的设计

stop()、suspend()、resume()普遍被认为不安全，为替代stop()的使用，可以通过给Thread变量赋值null来表明它被停止

可以使用join()方法等待另一个线程的结束

为避免竞争，高优先级的线程必须定时调用sleep()或yield()方法，来给低优先级的线程一个执行机会

线程池

线程池是管理并发执行任务个数的理想方法，Executor接口用来执行线程池中的任务，ExecutorService接口用来管理和控制任务

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
executor.execute(new TaskClass());
executor.execute(new TaskClass());
executor.execute(new TaskClass());
executor.shutdown();

顺序执行，每次一个任务：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);

所有任务并发进行：

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

shutdown()方法用来通知执行器关闭，不再接受新的任务，但是现有任务会继续执行

线程同步

共享资源被多个线程同时访问，可能产生竞争状态，导致线程不安全

应该放置多个线程同时进入程序的特定部分，称为临界区，可以使用关键字synchronized来同步方法，使得一次只有一个线程可以访问这个方法

public synchronized void deposit(double mount);

也可以使用同步块：

synchronized(expression) {
    ......
}

允许设置同步方法中的部分代码而不是整个方法，大大增强了程序的并发能力

利用加锁同步

可以显示的加锁，给协调线程带来了更多的控制功能。一个锁是一个Lock接口的实例，定义了加锁和释放的方法

可以使用newCondition()来创建任意个数的Condition对象，进行线程通信

ReentrantLock是为创建相互排斥的锁的Lock的具体实现

Lock lock = new ReentrantLock();

lock.lock();
......
lock.unlock();

线程间协作

一个线程可以指定在某种条件下该做什么，条件是通过调用newCondition()方法创建的对象，一旦创建了条件，就可以使用await()、signal()、signalAll()方法来实现线程间通信

await()可以让当前线程等待，直到条件发生

signal()唤醒一个等待的线程

signalAll()唤醒所有等待的线程

条件由Lock对象创建，为了调用任意方法，必须首先拥有锁

信号量

信号量可以用来限制访问共享资源的线程数，访问资源前，线程必须从信号量获得许可，访问结束后，需要将许可返回给信号量

private static Semaphore semaphore = new Semaphore(1);

semaphore.acquire();
...
semaphore.release();

避免死锁

有时两个或多个线程需要在几个共享对象上获取锁，这可能导致死锁，即两个线程都锁定了一个资源并且在等待对方的资源

可以通过定义资源获取顺序来解决这个问题

线程状态

新建->就绪->运行->阻塞->结束

isAlive()方法用来判断线程状态，如果就绪、阻塞或运行，则返回true，如果新建而没启动或解说，则返回false

interrupt()这样中断一个线程：当线程就绪或运行时，给它设置一个中断标志，线程阻塞时，它将被唤醒被进入就绪状态同时抛出异常InterruptedException

同步集合

Collections类提供六个静态方法来将集合转换成同步版本

调用synchronizedCollection(Collection c)会返回一个新的Collection对象，在它里面所有访问和更新的方法都被同步

使用迭代器访问结合需要做同步

Set hashSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet());
synchronized (hashSet) {
    Iterator iterator = hashSet.iterator();
    while(iterator.hasNext()) {
        ......
    }
}
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