java多线程系列（1）入门基础

多线程这块一直是面试的重点，也是开发当中的重点，因而下决定把这一块的内容吃透它。整个系列的基础文章最少就在60篇以上，由于这块的知识看一两篇确实感受没什么做用，须要有一个体系的才好。这也是第一篇文章。点到为止。

1、认识线程

一、概念

什么是线程呢？

线程是进程划分红的更小的运行单位。就比如电脑QQ是一个进程，里面还有各类子模块，好比QQ空间，个性皮肤等子功能。

这里出现了另一个名词进程。

进程是系统运行程序的基本单位。就比如是一个个应用程序QQ、微信等等。

看概念确实是一脸懵逼，举个例子就明白了。咱们打开电脑的任务管理器，会发现上面就有进程，点击这个进程咱们就能看到一个个应用程序，这就是进程。

那什么是线程呢？不知道咱们注意到了没有，每个进程最左边都有一个小箭头>，咱们打开来看看：

这些小的模块就比如是一个个线程。有了这个印象咱们从新来认识一下线程和进程就容易多了。

线程：

线程是一个比进程小的执行单位，也被称为轻量级进程。一个进程能够产生多个线程。多个线程共享同一块内存和系统资源，CPU在这多个线程间来回切换去执行。

进程：

进程是系统运行程序的基本单位，也就是一个程序。系统运行一个程序便是一个进程从建立，运行到消亡的过程。

有了对线程的基本认识接下来咱们就能够去理解一下，这一系列文章经常使用到的一些概念了。

二、并行与并发

其实他们俩区分很容易区分。

并发是多个任务交替使用CPU，同一时刻仍是只有一个任务在跑，并行是多个任务同时跑。举个例子就明白了。

桌子上有三个馒头，每一时刻，小明只能咬一个馒头。

桌子上有三个馒头，每一时刻，小明、小红、小华三我的同时咬三个馒头。

明白了吧。

三、同步和异步

这两个名词咱们在学习的时候常常会遇到，举个例子去理解，

对于同步：咱们去餐厅吃饭，只有一个客户的时候商家比较容易处理，可是当有两我的三我的的时候，这时候就须要排队了，也就是拥塞了，这就是同步。换个例子来讲，就是咱们请求服务器的时候，必需要等到服务器的反馈咱们才可以去作其余的事。

对于异步：就比如微信聊天，咱们只管把信息发送给对方，无论对方有没有回复咱们，咱们均可以去作其余的事，也就是说执行完函数以后，没必要等到反馈就能够去作其余的事。

四、死锁

和操做系统里面的死锁意思同样，也就是说多我的同时竞争一个资源，

例子一：比如多个男孩追求同一个女孩，这时候女孩就不知道该嫁给谁了。

例子二：咱们去图书馆借书，发现这本书被借走了，咱们只能等到那我的把书还到图书馆才能够看。

五、原子变量与原子操做

所谓原子操做，就是“不可中断的一个或一系列操做”。就比如你高考考试的时候，就算天塌下来也要把卷子作完。再急的事也不能抢夺他的优先权。

原子变量实际上是一个抽象的意思，由于本质上并无严格意义上的原子变量，可是在这里，咱们能够这样理解，原子变量提供原子操做，就比如变量a，多个线程对其操做改变时，每一次只能有一个线程拿到他的执行权进行操做。

在这里咱们基本上列举了一些基本的概念，但其实还有不少，咱们在遇到的时候再去分析和理解会比较容易。咱们说了这么久的线程，下面咱们来认识一下java中的线程。

2、基础案例

咱们以一个生活中的案例来解释说明，好比咱们敲代码的同时还想听音乐。

java中建立一个线程有两种方式，继承Thread类和实现runnable接口。咱们两种都实现一下。

一、继承Thread类

在这里咱们定义两个线程

public class ThreadTest01 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<10;i++)
            System.out.println("听音乐");
    }
}
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还有一个线程能够敲代码

public class ThreadTest02 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<10;i++)
            System.out.println("敲代码");
    }
}
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最后咱们就能够一边敲代码一边听音乐了

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadTest01 thread1=new ThreadTest01();
        ThreadTest02 thread2=new ThreadTest02();
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
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咱们运行一边会发现，敲代码和听音乐是交叉输出的。这就体现了多线程的含义，由于要是平时输出，确定就是谁在前先输出谁，好比说先输出十个听音乐，在输出十个敲代码。不会交叉输出。

固然咱们也可使用一个线程类去演示，在这里，首先咱们建立了两个类ThreadTest01和ThreadTest02，而且都继承了Thread，而后再测试类中，咱们只须要调用相应的start方法便可。

使用一个线程类和使用多个线程类的区别你能够这样理解，一个是多个不一样的线程分别完成本身的任务，一个是多个相同的线程共同完成一个任务。

二、实现Runnable接口

咱们一样拿上面的例子进行说明

public class MyRunnable01 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<10;i++)
            System.out.println("听音乐");
    }
}
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而后还能够敲代码

public class MyRunnable02 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<10;i++)
            System.out.println("敲代码");
    }
}
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最后咱们能够测试一下了

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable01 runnable01=new MyRunnable01();
        MyRunnable02 runnable02=new MyRunnable02();
        Thread thread1=new Thread(runnable01);
        Thread thread2=new Thread(runnable02);
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
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每次运行的时候，在控制台你都会看到不同的效果。不过多运行几回依然可以发现交叉运行的效果。

其实呢还有一种方式也能够实现线程，那就是实现Callable接口，不过不多用到，这种方式在之后的文章中再进行详细的介绍。毕竟这是第一篇文章。只是认识了解一下线程。

经过Runnable接口的方式，咱们依然发现，建立了两个MyRunnable，而后直接赋给Thread便可，调用的时候一样是使用start方法来启动。这就是简单的使用一下线程。

不知道咱们注意到没有，java其实为咱们已经提供了Thread，咱们能够直接进行实例化。有时候咱们会常用匿名内部类的方式来建立一个线程，好比说下面这种

new Thread("th1") {
     @Override
     public void run() {
          System.out.println( "匿名内部类");
     }
}.start();
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注意：上面的两种建立线程的方式中，明明都是重写的run方法，为何要去调用start启动线程呢？并且这两种方式有什么区别呢？在这里先留一个悬念，下一篇文章将会介绍道。

3、分析多线程

一、使用线程有什么好处呢？

好处你已经可以看到了，就是咱们能够同时作好几件事，在玩游戏的时候能够听歌，还能够看电影等等，多方便。

二、使用线程有什么坏处嘛？

坏处其实也不少，好比说对于单核 CPU，CPU 在一个时刻只能运行一个线程，当在运行一个线程的过程当中转去运行另一个线程，这个叫作线程上下文切换，上下文切换是一个复杂的过程，好比要记录程序计数器、CPU寄存器的状态等信息，耗时又耗空间。

为了解决这个问题，才有了如今的多核CPU。咱们常常会听到手机或者是电脑是八核的，就是减小上下文切换带来的时间空间损耗，提升程序运行的效率。

三、多线程带来一个问题

从上面的例子其实咱们发现只是各干各的事，相互之间互不干扰。还有一种状况是一个资源被多个线程所用到了，这就带来了线程安全问题。咱们使用例子来演示一下这个问题，

public class ThreadTest {
    private int value=0;
    public int getValue() {
        return value++;
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final ThreadTest test = new ThreadTest();
        //咱们的本意多是th1执行后value变为1
        new Thread("th1") {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println( test.getValue()+" "+super.getName());
            }
        }.start();
        //而后th2执行后value变为2
        new Thread("th2") {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(test.getValue()+" "+super.getName());
            }
        }.start();
    }
}
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在上面，咱们直接建立了两个线程，在第一个线程执行完以后value，在第二个线程执行完以后value变为2。可是结果与咱们想的每每不同，我测试了N屡次，结果老是0 th2和1 th1。或者是反过来，再或者是00、11等等。这就是线程不安全的例子。如何去确保线程安全呢？方式其实有不少种，咱们一点一点深刻以后再去解决。

下一篇文章，咱们将对线程的生命周期，经常使用API、以及源码（构造函数等）进行一个讲解，正式开始咱们的多线程之旅。感谢支持。