Java—进程与线程

• 进程与线程

　　进程是程序（任务）的执行过程，具有动态性；持有资源（共享内存、共享文件）和线程，是资源和线程的载体。

　　线程是系统中最小的执行单元，同一进程中有多个线程，线程共享进程的资源。

　　线程的交互，交互的方式包括互斥与同步。

• 线程的常用方法

　　java对线程的支持主要体现在类Thread和接口Runnable，它们都继承java.lang包，有一个共同的方法run()

　  

• 线程停止错误的方法：stop()、interrupt()
• 线程停止的正确方法

public class ArmyRunnable implements Runnable {
    //volatile保证了线程可以正确读取其他线程写入的值
    volatile boolean keepRunning = true;
    @Override
    public void run() {
        while(keepRunning) {
            //发动五连击
            for (int i = 0; i < 5 ; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进攻对方[" + i + "]");
            }
            //暂停
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "结束了战斗");
    }
}

• 争用条件

　　当多个线程同时共享访问同一数据（内存区域）时，每个线程都尝试操作该数据，从而导致数据被破坏（corrupted），这种现象称为争用条件。

• 线程的交互：互斥与同步

　　互斥：在同一时间，只能有一条线程去对我们的关键数据或临界区进行操作。

　　互斥的实现：sysnchronized(intrinsic lock)，sysnchronized相当于给代码加上一把锁，使其他线程不能进入这个关键区域访问我们的关键资源。

　　同步：是线程之间的一种通信机制， 由于一条线程的某些条件不具备，使得其他线程处于某种等待的状态，之后由于条件具备了，一条线程会用某种方式唤醒其他的线程。

　　同步的实现：wait()/notify()/notifyAll()--Object对象的成员方法

　　wait set 是线程的休息室

public void transfer(int from, int to, double amount) {
        //通过synchronized 关键字来实现互斥，synchronized既可以出现在方法之上，也能以块的形式出现在方法体之中
        //通过对lockObj加锁实现互斥
        //加锁操作是有开销的，多次加锁操作会降低系统的性能
        synchronized (lockObj) {//while循环，保证条件不满足时任务都会被条件阻挡，而不是继续竞争CPU资源
            while (energyBoxes[from] < amount) {
                try {
                    //条件不满足，将当前线程放入锁对象（lockObj）上的wait set
                    //wait set 是线程的休息室
                    lockObj.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            energyBoxes[from] -= amount;
            System.out.printf("从%d转移%10.2f单位能量到%d", from, amount, to);
            energyBoxes[to] += amount;
            System.out.printf("能量总和：%10.2f%n",getTotalEnergies());

            //唤醒所有在lockObj对象上等待的线程
            lockObj.notifyAll();
        }

    }

• Runnable方式和Thread方式创建线程的区别

　

1. Runnable方式可以避免Thread方式由于Java单继承特性带来的缺陷
2. Runnable的代码可以被多个线程（Thread实例）共享，适合于多个线程处理同一资源的情况

• 线程的生命周期

　　

1. 就绪：创建了线程对象后，调用了线程的start()方法（此时线程只是进入了线程队列，等待获取CPU服务，具备了运行的条件，但并不一定已经开始运行了）。
2. 运行：处于就绪状态的线程，一旦获取了CPU资源，便进入到运行状态，开始执行run()方法里面的逻辑。
3. 终止：线程的run()方法执行完毕，或者线程调用了stop()方法（这种方法已经out），线程便进入终止状态。
4. 阻塞：一个正在执行的线程在某些情况下，由于某种原因而暂时让出了CPU资源，暂停了自己的执行，便进入了阻塞状态，如调用了sleep()方法

• 用户线程和守护线程

1. 用户线程：运行在前台，执行具体的任务，如程序的主线程、连接网络的子线程
2. 守护线程：运行在后台，为其他前台线程服务，一旦所有用户线程都结束运行，守护线程会随JVM一起结束工作。
3. 守护线程的应用：数据库连接池中的监测线程、JVM虚拟机启动后的监测线程。最常见的守护线程是垃圾回收线程
4. 设置守护线程：通过调用Thread类的setDaemon(true)方法来设置当前的线程为守护线程。注意：setDaemon(true)必须在start()方法之前调用，否则会抛出异常；在守护线程中产生的新线程也是守护线程；不是所有的任务都可以分配给守护线程来执行，比如读写操作或者计算逻辑。

• 扩展

　　Java Memory Mode

　　Locks & Condition

　　线程安全性： 原子性与可见性 ...

　　多线程编程常用的交互模型

　　Java5中并发编程工具

• 参考书

　　core java

　　Java concurrency in practice