Java 多线程和并发编程

MOOC 个人学习笔记

# 1. 概念

一个程序可以包括多个子任务，可串 / 并行
每个子任务可以称为一个线程
如果一个子任务阻塞，程序可以将 CPU 调度另外一个子任务进行工作。这样 CPU 还是保留在本程序中，而不是被调度到别的程序 (进程) 去。这样，提高本程序所获得 CPU 时间和利用率

java.lang.Thread

	public class Thread1 extends Thread {
	public void run() {
	System.out.println("run");
	}
	}

java.lang.Runnable 接口

	public class Thread2 implements Runnable {
	public void run() {
	System.out.println("run");
	}
	}

	// 继承 Thread 类
	new Thread1().start();

	// 实现 Runnable 接口，必须包装在 Thread 类中才能启动
	new Thread(new Thread2()).start();

Thread vs Runnable
- Thread 占据了父类的名额，不如 Runnable 方便
- Thread 类实现 Runnable
- Runnable 启动时需要 Thread 类的支持
- Runnable 更容易实现多线程中资源共享
结论：建议实现 Runnable 接口来完成多线程

通过共享变量在多个线程中共享消息
- 如果继承了 Thread 类，只能使用 static 变量
- 如果实现了 Runnable 接口，可以使用同一个成员变量

工作缓存副本
- 解决方法
  - 采用 volatile 关键字修饰变量
  private volatile boolean flag = false;
  - 保证不同线程对共享变量操作时的可见性
关键步骤缺乏加锁限制
- 解决方法：关键步骤加锁限制
  - 互斥：某一个线程运行一个代码段 (关键区)，其他线程不能同时运行这个代码段
  - 同步：多个线程的运行，必须按照某一种规定的先后顺序来运行
  - 互斥是同步的一种特例
- 互斥的关键字是 synchronized
  - synchronized 代码块 / 函数，只能一个线程进入
  - synchronized 加大性能负担，但是使用简便
  public synchronized void sale() {
  //TODO
  }
  // 等同于
  public void sale() {
  synchronized(this) {
  //TODO
  }
  }

Thread 的部分 API 已经废弃
- 暂停和恢复 suspend/resume
- 消亡 stop/destroy
线程阻塞 / 和唤醒
- sleep，时间一到，自己会醒来
- wait/notify/notifyAll，等待，需要别人来唤醒
- join，等待另外一个线程结束
- interrupt，向另外一个线程发送中断信号，该线程收到信号，会触发 InterruptedException (可解除阻塞)，并进行下一步处理

线程被动地暂停和终止
- 依靠别的线程来拯救自己
- 没有及时释放资源
线程主动暂停和终止
- 定期监测共享变量
- 如果需要暂停或者终止，先释放资源，再主动动作
- 暂停：Thread.sleep ()，休眠
- 终止：run 方法结束，线程终止

	// 创建线程组
	ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("Searcher");

	// 创建线程
	Searcher searchTask=new Searcher();
	Thread thread=new Thread(threadGroup, searchTask);
	//public class Searcher implements Runnable{}

	// 返回线程组中还处于 active 的线程数（估计数）
	System.out.println(threadGroup.activeCount());

	// 将线程组中 active 的线程拷贝到数组中
	Thread[] threads=new Thread[threadGroup.activeCount()];
	threadGroup.enumerate(threads);
	for (int i=0; i<threadGroup.activeCount(); i++) {
	System.out.printf("Thread %s: %s\n",threads[i].getName(),threads[i].getState());
	}

	// 打印线程组中所有的线程信息
	threadGroup.list();

	// 对线程组中的所有线程发出 interrupt 信号
	threadGroup.interrupt();

	public synchronized void sale() {
	//TODO
	}
	// 等同于
	public void sale() {
	synchronized(this) {
	//TODO
	}
	}