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- Java基础--学习笔记(零起点打开java世界的大门)--博客汇总表
目 录
01_进程和线程
1.1、进程
1.2、线程
02_继承Thread类的方式实现多线程
1.3、多线程的实现方式
03_设置和获取线程名称
1.4、设置和获取线程名称
04_线程优先级
1.5、线程调度
05_线程控制
1.6、线程控制
06_线程的生命周期
1.7、线程生命周期
07_实现Runnable接口的方式实现多线程
1.8、多线程的实现方式
08_卖票
案例：卖票
09_卖票案例的思考
2.1、卖票案例的思考
10_同步代码块解决数据安全问题
2.2、卖票案例数据安全问题的解决
2.3、同步代码块
11_同步方法解决数据安全问题
2.4、同步方法
12_线程安全的类
2.5、线程安全的类
13_Lock锁
2.6、Lock锁
14_生产者和消费者模式概述
3.1、生产者和消费者模式概述
15_生产者和消费者案例
3.2、生产者和消费者案例
01_进程和线程
1.1、进程
进程：是正在运行的程序。
- 是系统进行资源分配和调用的独立单位。
- 每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。
线程依赖于进程而存在。
在一个进程内部，可以执行一个或多个任务，每个任务可以看成一个线程。
1.2、线程
线程：是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径。
- 单线程：一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序。
- 多线程：一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序。
举例：
- 记事本程序
- 扫雷程序
扫雷：多线程
02_继承Thread类的方式实现多线程
1.3、多线程的实现方式
方式1：继承Thread类
- 定义一个类MyThread继承Thread类
- 在MyThread类中重写run()方法：MyThread类中可能还有其它的代码，并不是所有的代码都要被线程执行。区分可以被线程执行的代码，Java提供了run()方法，用来封装被线程执行的代码。
- 创建MyThread类的对象
- 启动线程
两个小问题：
- 为什么要重写run()方法？
因为run()是用来封装被线程执行的代码。
- run()方法和start()方法的区别？
run()：封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用。
start()：启动线程；然后由JVM调用此线程的run()方法。
03_设置和获取线程名称
1.4、设置和获取线程名称
Thread类中设置和获取线程名称的方法：
- void setName(String name)：将此线程的名称更改为等于参数name。
- String getName()：返回此线程的名称。
- 通过构造方法也可以设置线程名称。
如何获取main()方法所在的线程名称？
- public static Thread currentThread()：返回对当前正在执行的线程对象的引用。
Thread部分源码：
private String name; public Thread() { this(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0); } public Thread(String name) { this(null, null, name, 0); } public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name, long stackSize) { this(group, target, name, stackSize, null, true); } private Thread(ThreadGroup g, Runnable target, String name, long stackSize, AccessControlContext acc, boolean inheritThreadLocals) { this.name = name; } public final synchronized void setName(String name) { this.name = name; } public final String getName() { return name; } private static int threadInitNumber; //0,1,2 private static synchronized int nextThreadNum() { return threadInitNumber++;//0,1,... }
使用带参构造方法，需要在自己定义的MyThread类中 定义 带参构造方法，通过super()访问父类的带参构造方法：
获取main()方法 当前正在执行的线程对象的名称：【名为main的线程】
04_线程优先级
1.5、线程调度
线程调度有两种调度方式：
- 分时调度模型：所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间片。
- 抢占式调度模型：优先让优先级高的线程使用CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的CPU时间片相对多一些。
Java使用的是抢占式调度模型。
随机性：
假如计算机只有一个CPU，那么CPU在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性，因为谁抢到CPU的使用权是不一 定的。
Thread类中设置和获取线程优先级的方法（优先级相关方法）：
- public final int getPriority()：返回此线程的优先级。
- public final void setPriority(int newPriority)：更改此线程的优先级。线程默认优先级是5；线程优先级的范围是：1-10。
线程默认优先级是5；线程优先级的范围是：1-10
线程优先级高仅仅表示线程获取的CPU时间片的几率高，但是要在次数比较多，或者多次运行的时候才能看到你想要的效果。
05_线程控制
1.6、线程控制
如果有一个线程对象调用了join()方法，其它的线程必须等这个线程执行完毕，其它的线程才有机会执行。
如果主线程执行完毕，剩下的线程全是守护线程的情况下，不会等到守护线程全部执行完，因为Java虚拟机会退出。
sleep()演示：
join()演示：
setDaemon()演示：
“刘备”线程执行完毕之后，Java虚拟机退出（“关羽”线程、“张飞”线程 停止），需要一定的时间！
06_线程的生命周期
1.7、线程生命周期
线程一共有五种状态，线程在各种状态之间转换。 线程生命周期：线程从生到死的过程。
07_实现Runnable接口的方式实现多线程
1.8、多线程的实现方式
方式2：实现Runnable接口：
- 定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
- 在MyRunnable类中重写run()方法
- 创建MyRunnable类的对象
- 创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数
- 启动线程
多线程的实现方案有两种：
- 继承Thread类
- 实现Runnable接口
相比继承Thread类，实现Runnable接口的好处：
- 避免了Java单继承的局限性。
- 适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程和程序的代码、数据有效分离，较好的体现了面向对象的设计思想。
MyRunnable没有继承Thread类的好处：MyRunnable将来可以有自己的父类（不影响继承其它类）；可将MyRunnable看成一个资源，由多个线程去使用。
08_卖票
案例：卖票
09_卖票案例的思考
2.1、卖票案例的思考
刚才讲解了电影院卖票程序，好像没有什么问题。但是在实际生活中，售票时出票也是需要时间的，所以，在出售一张票的时候，需要一点时间的延迟，接下来我们去修改卖票程序中卖票的动作：每次出票时间100毫秒，用sleep()方法实现。
卖票出现了问题
- 相同的票出现了多次。
- 出现了负数的票。
问题产生原因
- 线程执行的随机性导致的。
10_同步代码块解决数据安全问题
2.2、卖票案例数据安全问题的解决
为什么出现问题？（安全问题出现的条件）（这也是我们判断多线程程序是否会有数据安全问题的标准）
- 是否是多线程环境
- 是否有共享数据
- 是否有多条语句操作共享数据
如何解决多线程安全问题呢？
- 基本思想：让程序没有安全问题的环境。
怎么实现呢?
- 把多条语句操作共享数据的代码给锁起来，让任意时刻只能有一个线程执行即可。
- Java提供了同步代码块的方式来解决。
2.3、同步代码块
锁多条语句操作共享数据，可以使用同步代码块实现。
- 格式：
synchronized(任意对象) {
多条语句操作共享数据的代码
}
- synchronized(任意对象)：就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看成是一把锁。
同步的好处和弊端：
- 好处：解决了多线程的数据安全问题。
- 弊端：当线程很多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率。
（把多条语句操作共享数据的代码给锁起来）使用同一把锁：
11_同步方法解决数据安全问题
2.4、同步方法
同步方法的格式
同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上。
- 格式：
修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) { 方法体； }
同步方法的锁对象是什么呢？
- this
静态同步方法
同步静态方法：就是把synchronized关键字加到静态方法上。
- 格式：
修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) { 方法体； }
同步静态方法的锁对象是什么呢？
- 类名.class
if中的代码块与else中的代码块，完全一样！程序不会有问题！
运行结果同上。
同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上。相当于对方法的内部进行锁定。this代表本类。
同步方法的锁对象是什么呢？this
if代码块加锁，static静态方法没有加锁！--> 报错！--> 给静态方法加锁！
同步静态方法：就是把synchronized关键字加到静态方法上。
if代码块中加锁（this：指代非静态方法的锁对象）
12_线程安全的类
2.5、线程安全的类
StringBuffer
- 线程安全，可变的字符序列。
- 从版本JDK 5开始，被StringBuilder替代。通常应该使用StringBuilder类，因为它支持所有相同的操作，但它更快，因为它不执行同步。
Vector
- 从Java 2平台v1.2开始，该类改进了List接口，使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现不同，Vector被同步。如果不需要线程安全的实现，建议使用ArrayList代替Vector。
Hashtable
- 该类实现了一个哈希表，它将键映射到值。任何非null对象都可以用作键或者值。
- 从Java 2平台v1.2开始，该类进行了改进，实现了Map接口，使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现不同，Hashtable被同步。如果不需要线程安全的实现，建议使用HashMap代替Hashtable。
13_Lock锁
2.6、Lock锁
虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock。
Lock实现提供比使用synchronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作。
Lock中提供了获得锁和释放锁的方法：
- void lock() 获得锁
- void unlock() 释放锁
Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化。
ReentrantLock的构造方法
- ReentrantLock()：创建一个ReentrantLock的实例
14_生产者和消费者模式概述
3.1、生产者和消费者模式概述
15_生产者和消费者案例
3.2、生产者和消费者案例
Box.java：
package com.itheima_12;
public class Box {
//定义一个成员变量，表示第x瓶奶
private int milk;
//定义一个成员变量，表示奶箱的状态
private boolean state = false; // 默认没有牛奶