java多线程编程小结

每个Java程序都有一个默认的主线程。Java程序总是从主类的main方法开始执行。当JVM加载代码，发现main方法后就启动一个线程，这个线程就称作"主线程"，该线程负责执行main方法。在main方法中再创建的线程就是其他线程。

如果main方法中没有创建其他线程，那么当main方法返回时JVM就会结束Java应用程序。但如果main方法中创建了其他线程，那么JVM就要在主线程和其他线程之间轮流切换，保证每个线程都有机会使用CPU资源，main方法返回(主线程结束)JVM也不会结束，要一直等到该程序所有线程全部结束才结束Java程序(另外一种情况是：程序中调用了Runtime类的exit方法，并且安全管理器允许退出操作发生。这时JVM也会结束该程序)。

线程的常用方法：
start():线程调用该方法将启动线程，从新建态进入就绪队列，一旦享用CPU资源就可以脱离创建它的线程，独立开始自己的生命周期。

run():Thread类的run()方法与Runnable接口中的run()方法功能和作用相同，都用来定义线程对象被调度后所进行的操作，都是系统自动调用而用户不得引用的方法。run()方法执行完毕，线程就成死亡状态，即线程释放了分配给它的内存(死亡态线程不能再调用start()方法)。在线程没有结束run()方法前，不能让线程再调用start()方法，否则将发生IllegalThreadStateException异常。

sleep(int millsecond):有时，优先级高的线程需要优先级低的线程做一些工作来配合它，此时为让优先级高的线程让出CPU资源，使得优先级低的线程有机会运行，可以使用sleep(int millsecond)方法。线程在休眠时被打断，JVM就抛出InterruptedException异常。因此，必须在try-catch语句块中调用sleep方法。

isAlive():当线程调用start()方法并占有CPU资源后该线程的run()方法开始运行，在run()方法没有结束之前调用isAlive()返回true，当线程处于新建态或死亡态时调用isAlive()返回false。
注意：一个已经运行的线程在没有进入死亡态时，不要再给它分配实体，由于线程只能引用最后分配的实体，先前的实体就成为了"垃圾"，并且不能被垃圾回收机制收集。

currentThread():是Thread类的类方法，可以用类名调用，返回当前正在使用CPU资源的线程。

interrupt():当线程调用sleep()方法处于休眠状态，一个占有CPU资源的线程可以让休眠的线程调用interrupt()方法"吵醒"自己，即导致线程发生IllegalThreadStateException异常，从而结束休眠，重新排队等待CPU资源。


GUI线程：JVM在运行包含图形界面应用程序时，会自动启动更多线程，其中有两个重要的线程：AWT-EventQueue和AWT-Windows。AWT-EventQueue线程负责处理GUI事件，AWT-Windows线程负责将窗体或组件绘制到桌面。

线程同步：(用synchronized修饰某个方法，该方法修改需要同步的变量；或用volatile修饰基本变量)
当两个或多个线程同时访问一个变量，并且一个线程需要修改这个变量时，应对这样的问题进行处理，否则可能发生混乱。

要处理线程同步，可以把修改数据的方法用关键字synchronized修饰。一个方法使用synchronized修饰，当一个线程A使用这个方法时，其他线程想使用该方法时就必须等待，直到线程A使用完该方法。所谓同步就是多个线程都需要使用一个synchronized修饰的方法。

volatile比同步简单，只适合于控制对基本变量(整数、布尔变量等)的单个实例的访问。java中的volatile关键字与C++中一样，用volatile修饰的变量在读写操作时不会进行优化(取cache里的值以提高io速度)，而是直接对主存进行操作，这表示所有线程在任何时候看到的volatile变量值都相同。


在同步方法中使用wait()、notify()、notifyAll()方法：
当一个线程使用的同步方法中用到某个变量，而此变量又需要其他线程修改后才能符合本线程需要，那么可以在同步方法中使用wait()方法。中断方法的执行，使本线程等待，暂时让出CPU资源，并允许其他线程使用这个同步方法。其他线程如果在使用这个同步方法时不需要等待，那么它使用完这个同步方法时应当用notifyAll()方法通知所有由于使用这个同步方法而处于等待的线程结束等待。曾中断的线程就会从中断处继续执行，并遵循"先中断先继续"的原则。如果用的notify()方法，那么只是通知等待中的线程中某一个结束等待。

计时器线程Timer：(Timer还有很多高级操作，详细见JDK，这里做个概述)
java.swing.Timer类用于周期性地执行某些操作。有两个常用构造函数
public Timer(int delay, ActionListener listener)：参数listener是计时器的监视器，计时器发生振铃的事件是ActionEvent类型事件，当振铃事件发生，监视器会监视到这个事件并回调ActionListener接口中的actionPerformed(ActionEvent e)方法。

public Timer(int delay)：使用该构造方法，计时器要再调用addActionListener(ActionListener listener)方法获得监视器。

如果想让计时器只震动一次，可以让计时器调用setRepeats(boolean b)方法，参数b取false即可。
计时器还可以调用setInitialDelay(int delay)方法设置首次振铃的延时，如果没有设置首次振铃默认延时为构造函数中的参数delay。
还可以调用getDelay()和setDelay(int delay)获取和设置延时。
计时器创建后调用start()启动，调用stop()停止，即挂起，调用restart()重新启动计时器，即恢复线程。

java有点不同，实现多线程有两种方式：继承类Thread， 和 实现接口Runnable。

thread类有一个run函数，它是线程的入口，当启动一个新线程是，就从这个函数开始执行；

public class ThreadTest  extends Thread{

    public void run()
    {
        for (int i=0;i<5;i++)
        {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args)
    {
        ThreadTest test1 = new ThreadTest();
        ThreadTest test2 = new ThreadTest();
        
        test1.start();
        test2.start();
    }
}

注意线程是调用start()来开始的。

Runnable有一点点不同，实现这个类的时候和Thread一样，但是创建线程的时候还是放入一个Thread中创建：

public class RunnableTest implements Runnable
{

    private int cnt;
    
    public RunnableTest(int n)
    {
        super();
        cnt = n;
    }
    
    public void run()
    {
        for (int i=0;i<5;i++)
        {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i+" "+--cnt);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args)
    {
        RunnableTest t = new RunnableTest(10);
        Thread ta = new Thread(t);
        Thread tb = new Thread(t);
        
        ta.start();
        tb.start();
    }
}

Thread和Runnable基本用法都是差不多的，但是从上面的例子可以看出，Runnable比较方便进程间数据的共享（公用了一个cnt计量单位），所以一样都使用Runnable。
线程常用的几个函数：

join():  强制等待线程执行完毕。 例如如果在主线程里面加一句ta.join(),那么主线程会一直等待ta执行返回才接着执行后面的代码。但是在join之前已经创建的其他线程，则不会受影响，继续执行。

interrupt(): 挺有意思的一个函数，如果线程在执行sleep（）函数 ，则打断它（以让sleep（）函数抛出一个异常的方式中断），执行后面的语句。

setDaemon(true):设置为守护进程。守护进程的优先级是最低的，如果一个程序只剩下守护进程，那么它就中断所有守护进程而退出。 最常见的情况是，如果创建的全部是守护进程，那么当主函数main执行完毕后，就立刻终止所有线程而退出。

synchronized同步符号用法： 保证同一时刻，某段代码只有一个线程在执行。

wait()和notify(),notifyAll():让线程等待/唤醒。这两个函数比较奇怪，目前我不是很熟练，要配合synchronized符号使用，请看下面这个生产者-消费者例子（网上直接贴来的，写的挺好的）:

public class tt {

    public static void main(String[] args) {
        Storage s = new Storage();
        Producer p = new Producer(s);
        Consumer c = new Consumer(s);
        Thread tp = new Thread(p);
        Thread tc = new Thread(c);
        tp.start();
        tc.start();

    }
}

class Consumer implements Runnable {//消费者    
    Storage s = null;
    public Consumer(Storage s){
        this.s = s;
    }
    public void run() {
        for(int i=0; i<20; i++){
            Product p = s.pop();//取出产品
            try {
                Thread.sleep((int)(Math.random()*1500));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
    }

}

class Producer implements Runnable {//生产者
    Storage s = null;
    
    public Producer(Storage s){
        this.s = s;
    }

    public void run() {
        for(int i=0; i<20; i++){
            Product p = new Product(i);
            s.push(p);    //放入产品
//            System.out.println("生产者放入：" + p);
            try {
                Thread.sleep((int)(Math.random()*1500));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

class Product {
    int id;
    
    public Product(int id){
        this.id = id;
    }
    
    public String toString(){//重写toString方法
        return "产品："+this.id;
    }
}

 
class Storage {
    int index = 0;
    Product[] products = new Product[5];
    
    public synchronized void push(Product p){//放入
        while(index==this.products.length){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        this.products[index] = p;
        System.out.println("生产者放入"+index+"位置：" + p);
        index++;
        this.notifyAll();
    }
    
    public synchronized Product pop(){//取出
        while(this.index==0){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        index--;
        this.notifyAll();
        System.out.println("消费者从"+ index+ "位置取出：" + this.products[index]);
        return this.products[index];
    }
}