java 多线程基础

1 什么是多线程

每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。线程是一组指令的集合，它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。它负责在单个程序里执行多任务。通常由CPU负责线程的调度和执行。

2 为什么要使用多线程

先说结论，使用多线程可以提高程序的效率。怎么说？分为两种情况：

我们前面介绍到线程是由CPU进行调度执行的，如果你的计算机有多个CPU，而只有一个线程，那么把CPU的资源浪费掉了。如果有多个线程，那么就可以很好的利用CPU资源
那如果只有一个CPU的情况下，多线程也能提高程序效率吗？答案是肯定的，在开发or浏览网页操作的时候，我们经常会遇到比如上传，下载这种io的操作。如果是单线程的话，那么就会阻塞（卡住），对用户体验来说非常不好，阻塞的时候 CPU 也会闲置，之道IO结束。如果有多个线程，那么CPU就会调度到其它的线程上继续工作。比如我们在迅雷上，可以边下载，边操作。

3 线程创建常见的三种方式

创建线程的常用方法有三种，继承 Thread 、实现 Runnable 接口的方式和实现内部类的方式创建。下面就用售票的一个例子（三个售票窗口共卖十张票）来看看两种创建方法的区别。

下面的两个demo先不去考虑线程安全的问题

1）继承 Thread

_1ExtendThreadDemo.class

public class _1ExtendThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        new MyExtendsThread().start();
        new MyExtendsThread().start();
        new MyExtendsThread().start();
    }

}
class MyExtendsThread extends  Thread{
    private Integer ticket = 10;
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 1 ; i <= 10; ++i) {
            if(ticket > 0)
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---卖第" + (this.ticket--) + "张票");
        }
    }
}

结果

Thread-0---卖第1张票
Thread-0---卖第2张票
Thread-0---卖第3张票
Thread-0---卖第4张票
Thread-0---卖第5张票
Thread-0---卖第6张票
Thread-0---卖第7张票
Thread-0---卖第8张票
Thread-0---卖第9张票
Thread-0---卖第10张票
Thread-1---卖第1张票
Thread-2---卖第1张票
Thread-2---卖第2张票
Thread-2---卖第3张票
Thread-2---卖第4张票
Thread-1---卖第2张票
Thread-2---卖第5张票
Thread-1---卖第3张票
Thread-1---卖第4张票
Thread-1---卖第5张票
Thread-1---卖第6张票
Thread-1---卖第7张票
Thread-1---卖第8张票
Thread-1---卖第9张票
Thread-1---卖第10张票
Thread-2---卖第6张票
Thread-2---卖第7张票
Thread-2---卖第8张票
Thread-2---卖第9张票
Thread-2---卖第10张票

从 main 方法中我们看出，我们创建了三个子线程去售票，每个线程都卖十张票。没有达到我们想要的结果，即资源的共享。

2）实现 Runnable

_2ImplRunnableDemo.class

public class _2ImplRunnableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable rn = new MyImplRunnable();
        new Thread(rn).start();
        new Thread(rn).start();
        new Thread(rn).start();
    }
}

class MyImplRunnable implements  Runnable{
    private Integer ticket = 10;
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 1 ; i <= 10; ++i) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if(ticket > 0)
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---
                  卖第" + (this.ticket--) + "张票");
        }
    }
}

结果

Thread-0---卖第10张票
Thread-1---卖第9张票
Thread-2---卖第8张票
Thread-0---卖第7张票
Thread-1---卖第6张票
Thread-2---卖第6张票
Thread-0---卖第5张票
Thread-1---卖第4张票
Thread-2---卖第3张票
Thread-0---卖第2张票
Thread-1---卖第1张票

当我们使用了实现 Runnable 接口的方式来创建线程时，我们可以看到我们同样是开了三个窗口去售票，但是我们得到了我们想要的结果，即三个窗口共卖十张票，达到了资源共享，不会像使用继承的方式那样，每个线程各玩各的。

当然我们在创建线程的时候一般也是使用实现 Runnable 接口的方式来创建，这种方式相比继承的方式有以下几个优点：

可以实现多个接口，避免了继承的局限性
资源的共享

其中 Thread 类也是 Runnable 的子类。（public class Thread extends Object implements Runnable）

4 线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程，每个线程都有以下几个状态。

生命周期

其中：

新建状态：当我们创建一个线程对象时，该线程对象就处于该状态，直到程序执行 start() 方法
就绪状态：当程序执行start() 方法后，线程进入就绪状态，但还没有执行，而是处于就绪队列中，需要等待JVM的调度
运行状态：当就绪状态下的线程获取到CPU的资源时，JVM进行调度，就会执行run()方法
阻塞状态：当一个线程失去了CPU资源时，该线程就会从运行状态转换为阻塞状态。阻塞状态分为以下三种：
等待阻塞：正在运行的线程执行 wait() 方法后进入到等待阻塞状态
同步阻塞：线程在尝试获取 synchronized同步锁时，因其它线程未释放该锁而进入阻塞状态
其它阻塞：当线程调用 sleep() 或 join() 方法后线程进入阻塞状态。

join 方法

当在主线程中调用 t1.join() 方法后，那么执行权就会从主线程转移到 t1 线程上。

yield 方法

停止当前正在运行的线程，回到就绪状态，重新等待 CPU 的调度。

5 线程分类

用户线程

用户自定义的线程，主线程结束后，用户线程不会停止

守护线程

程序在运行的时候，会在后台进行的一种通用线程。线程不存在或主线程结束，那么守护线程也会结束。