Java进程浅析+案例（初学者适用）

请注意，本文编写于 819 天前，最后修改于 800 天前，其中某些信息可能已经过时。

笔记部分整理自 尚学堂.百战程序员 视频链接

进程和线程的区别

线程在进程中运行的。
一个进程可以包含多个线程。
不同进程间数据很难共享，而同一进程下不同线程间数据很易共享。
进程要比线程消耗更多的计算机资源。
进程间不会相互影响，因为它们的空间是完全隔离的。而进程中的一个线程挂掉将导致整个进程挂掉。
进程使用的内存地址可以上锁，即一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等待结束才能使用这一块内存。

线程的创建

通过继承Thread类实现多线程

在Java中负责实现线程功能的类是java.lang.Thread 类。
继承Thread类实现多线程的步骤:

继承Thread类定义线程类。
重写Thread类中的run()方法。run()方法也称为线程体。
实例化线程类并通过start()方法启动线程。

子线程要在主线程中启动

public class TestThread extends Thread{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("主线程开始");
        //实例化线程类
        TestThread t1 = new TestThread();
        TestThread t2 = new TestThread();
        //启动线程
        //如果直接写t1.run(); 那么就在主线程中调用run方法
        //所以我们需要使用start方法启动
        t1.start();
        t2.start();    //两个线程并发
        //此时有三个线程：主线程和两个子线程
        //程序运行->实例化线程类->子线程启动->主线程结束->子线程工作->程序结束
        System.out.println("主线程结束");
    }
    
    public TestThread(){
        System.out.println(this.getName());
    }
    
    //线程的线程体
    @Override
    public void run(){
        System.out.println(this.getName()+"线程开始");
        for(int i=0;i<20;i++){
            System.out.println(this.getName()+i);
        }
        System.out.println(this.getName()+"线程结束");
    }
    
}

通过实现Runnable接口实现多线程

public class TestThread implements Runnable{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("主线程开始");
        TestThread t1 = new TestThread();
        //启动线程
        Thread t = new Thread(t1);
        t.start();
        System.out.println("主线程结束");
    }
    public TestThread(){
        //这里会输出主线程名称
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
    
    //线程的线程体
    @Override
    public void run(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始");
        for(int i=0;i<20;i++ ){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束");
    }
}

线程的执行流程

线程的生命周期

一个线程对象在它的生命周期内，需要经历5个状态。

新生状态(New)

用new关键字建立一个线程对象后，该线程对象就处于新生状态。处于新生状态的线程有自己的内存空间，通过调用start方法进入就绪状态。

就绪状态(Runnable)

处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但是还没有被分配到CPU，处于“线程就绪队列”，等待系统为其分配CPU。就绪状态并不是执行状态，当系统选定一个等待执行的Thread对象后，它就会进入执行状态。一旦获得CPU，线程就进入运行状态并自动调用自己的run方法。有四种原因会导致线程进入就绪状态:

新建线程：调用start()方法，进入就绪状态;
阻塞线程：阻塞解除,进入就绪状态;
运行线程：调用yield()方法，直接进入就绪状态;
运行线程：JVM将CPU资源从本线程切换到其他线程。

运行状态(Running)

在运行状态的线程执行自己run方法中的代码，直到调用其他方法而终止或等待某资源而阻塞或完成任务而死亡。如果在给定的时间片没有执行结束，就会被系统给换下来回到就绪状态。也可能由于某些“导致阻塞的事件”而进入阻塞状态。

阻塞状态(Blocked)

阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生（如某资源就绪)。有4种原因会导致阻塞:

执行sleep(int millisecond)方法，使当前线程休眠，进入阻塞状态。当指定的时间到了后，线程进入就绪状态。
执行wait()方法，使当前线程进入阻塞状态。当使用nofity()方法唤醒这个线程后，它进入就绪状态。
线程运行时，某个操作进入阻塞状态，比如执行IO流操作(read()/write()方法本身就是阻塞的方法)。只有当引起该操作阻塞的原因消失后，线程进入就绪状态。
join()线程联合:当某个线程等待另一个线程执行结束后，才能继续执行时，使用join()方法。

死亡状态(Terminated)

死亡状态是线程生命周期中的最后一个阶段。线程死亡的原因有两个。一个是正常运行的线程完成了它run()方法内的全部工作；另一个是线程被强制终止，如通过执行stop()或destroy()方法来终止一个线程（注: stop()/destroy()方法已经被JDK废弃，不推荐使用）

当一个线程进入死亡状态后，就不能回到其他状态了。

线程的使用

终止线程

如果我们想在一个线程中终止另一个线程我们一般不使用JDK提供的stop()/destroy()方法(它们本身也被JDK废弃了)。通常的做是提供一个boolean型的终止变量，当这个变量值为false时，则终止线程的运行。

public class StopThread implements Runnable{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        System.out.println("主线程开始");
        StopThread st = new StopThread();
        Thread t1 = new Thread(st);
        t1.start();

        //使主线程阻塞，键盘输入后解除
        System.in.read();
        st.stop();
        System.out.println("主线程开始");
    }
    private boolean flag = true;
    @Override
    public void run(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始");
        int i = 0;
        while(flag){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            try{
                Thread.sleep(200);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //这个代码段使用的终止线程方法，会将下方的输出代码也执行
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束");
    }
    public void stop(){
        this.flag = false;
    }
}

暂停线程

暂停当前线程执行sleep()/yield()

`sleep()`方法

暂停线程执行常用的方法有sleep()和yield()方法，这两个方法的区别是:

sleep()方法:可以让正在运行的线程进入阻塞状态，直到休眠时间满了，进入就绪状态。
yield()方法:可以让正在运行的线程直接进入就绪状态，让出CPU的使用权。

public class SleepThread implements Runnable{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("主线程开始");
        Thread t = new Thread(new SleepThread());
        t.start();
        System.out.println("主线程结束");
    }
    @Override
    public void run(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始");
        for(int i=0;i<20;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            try{
                Thread.sleep(1000);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束");
    }
}

`yeild()`方法

yield()方法的作用:暂停当前正在执行的线程，并执行其他线程。
yield()让当前正在运行的线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行的机会因此，使用yield()的目的是让具有相同优先级的线程之间能够适当的轮换执行。但是，实际中无法保证`yield()达到让步的目的，因为，让步的线程可能被线程调度程序再次选中。

使用yield方法时要注意的几点:

yield是一个静态的方法。
调用yield后，yield告诉当前线程把运行机会交给具有相同优先级的线程。
yield不能保证，当前线程迅速从运行状态切换到就绪状态。
yield只能是将当前线程从运行状态转换到就绪状态，而不能是等待或者阻塞状态。

public class YeildThread implements Runnable{
    public static void main(String[] args){
        Thread t1 = new Thread(new YeildThread());
        Thread t2 = new Thread(new YeildThread());
        t1.start();
        t2.start();
    }
    @Override
    public void run(){
        for(int i=0;i<30;i++){
            if("Thread-0".equals(Thread.currentThread().getName())){
                if(i==0){
                    //让步可能失败
                    Thread.yield();
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
        }
    }
}

线程的联合

当前线程邀请调用方法的线程优先执行，在调用方法的线程执行结束之前，当前线程不能再次执行。线程A在运行期间，可以调用线程B的join()方法，让线程B和线程A联合。这样，线程A就必须等待线程B执行完毕后，才能继续执行（类似于方法调用，在A方法中调用B方法后，A方法会在B方法执行完后继续执行）。

`join()`方法的使用

class A implements Runnable{
@Override
public void run(){
    for(int i=0;i<10;i++){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
        try{
            Thread.sleep(1000);
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        }
    }  
}
public class JoinThread{
    public static void main(String[] args){
        Thread t = new Thread(new A());
        
        //并行子线程A
        //t.start();
        
        //主线程main
        for(int i=0;i<10;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            if(i==2){
                try{
                    //通过当前线程对象调用join方法进行联合
                    t.join();
                }catch(InterruptedException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            try{
                Thread.sleep(1000);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

若此时还有一个B线程，没有联合。当主线程和A线程联合后，主线程阻塞，A线程和B线程并行运行。

线程联合案例

案例：爸爸让儿子去买烟，儿子买回来，爸爸再去抽烟。

分析：共需要三个线程：主线程，爸爸抽烟的线程，儿子买烟的线程

public class JoinDemo{
    public static void main(String[] args){
        Thread t = new Thread(new FatherThread());
        //启动爸爸抽烟的线程
        t.start();
    }
}
//爸爸抽烟的线程
class FatherThread implements Runnable{
    @Override
    public void run(){
        System.out.println("爸爸想抽烟，发现烟抽完了。");
        System.out.println("爸爸让儿子去买一包烟。");
        //线程联合
        //启动儿子买烟的线程
        Thread t = new Thread(new SonThread());
        t.start();
        System.out.println("爸爸等待儿子买烟回来。");
        try{
            t.join();
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("爸爸出门找儿子");
            System.exit(0);
        }
        System.out.println("爸爸拿到烟，继续抽烟。");
    }
}

//儿子买烟的线程
class SonThread implements Runnable{
    @Override
    public void run(){
        System.out.println("给爸爸去买烟。");
        System.out.println("儿子买烟要花时间。");
            for(int i=0;i<10;i++){
                System.out.println("第"+i+"分钟");
                try{
                    Thread.sleep(2000);
                }catch (InterruptedException e){
                     e.printStackTrace();
                }
         }
    }
}

打印结果

爸爸想抽烟，发现烟抽完了。
爸爸让儿子去买一包烟。
爸爸等待儿子买烟回来。
给爸爸去买烟。
儿子买烟要花时间。
第0分钟
第1分钟
第2分钟
第3分钟
第4分钟
第5分钟
第6分钟
第7分钟
第8分钟
第9分钟
爸爸拿到烟，继续抽烟。

Thread类中的其他常用方法

`getName()`获取当前线程名称

方式一（适用于通过继承Thread类实现的多线程）

this.getName()获取线程名称，该方法适用于继承Thread 实现多线程方式

class GetName1 extends Thread{
    @Override
    public void run(){
        //因为GetName1是直接继承了Thread，所以可以直接调用Thread中的公有方法getName()
        System.out.println(this.getName());
    }
}
public class GetNameThread{
    public static void main (String[] args){
        GetName1 getName1 = new GetName1();
        getName1.start();
    }
}

方式二（适用于实现Runnable接口实现多线程）

Thread.currentThread().getName()获取线程名称，该方法适用于实现Runnable接口实现多线程方式。

class GetName2 implements Runnable{
    @Override
    public void run(){
        //线程类实现了Runnable接口，那么线程类无法直接拿到getName方法
        //Thread.currentThread()是一个静态方法，返回当前线程对象
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}
public class GetNameThread{
    public static void main (String[] args){
        Thread t = new Thread(new GetName2());
        t.start();
    }
}

`setName()`设置线程的名称

方式一（适用于通过继承Thread类实现的多线程）

通过构造方法设置线程名称。

class SetName1 extends Thread{
    //Thread中含有多个有参和无参构造方法
    public SetName1(String name){
        //将设定的名称传递到Thread中
        super(name);
    }
    
    @Override
    public void run(){
        System.out.println(this.getName());
    }
}
public class SetNameThread{
    public static void main(String[] args){
        SetName1 setName1 = new SetName1("SetName1");
        setName1.setName("SetName1-test")
        setName1.start();
    }
}

方式二（适用于实现Runnable接口实现多线程）

通过setName()方法设置线程名称。

class SetName2 implements Runnable{
    //Thread中含有多个有参和无参构造方法
    public SetName2(String name){
        //将设定的名称传递到Thread中
        super(name);
    }
    
    @Override
    public void run(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}
public class SetNameThread{
    public static void main(String[] args){
        Thread t = new Thread(new SetName2());
        thread.setName("SetName2");
        thread.start();
    }
}

`isAlive()`判断当前线程是否存活

isAlive()方法:判断当前的线程是否处于活动状态。
活动状态是指线程已经启动且尚未终止，线程处于正在运行或准备开始运行的状态，就认为线程是存活的。

class Alive implements Runnable{
    @Override
    public void run(){
        System.out.println("第二次:"+Thread.currentThread().isAlive());
        try{
            Thread.sleep(20000);
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
public class AliveThread{
    public static void main(String[] args){
        Thread thread = new Thread(new Alive());
        System.out.println("第一次:"+thread.isAlive());
        thread.start();
        System.out.println("第三次:"+thread.isAlive());
        try{
            Thread.sleep(1000);
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("第四次:"+thread.isAlive());
    }
}

运行结果：

第一次:false
第三次:true
第二次:true
第四次:true

线程的优先级

每一个线程都是有优先级的，我们可以为每个线程定义线程的优先级，但是这并不能保证高优先级的线程会在低优先级的线程前执行。线程的优先级用数字表示，范围从1到10，一个线程的缺省优先级是5。

Java 的线程优先级调度会委托给操作系统去处理，所以与具体的操作系统优先级有关，如非特别需要，一般无需设置线程优先级。

注意:线程的优先级，不是说哪个线程优先执行，如果设置某个线程的优先级高。那就是有可能被执行的概率高。并不是优先执行。

线程优先级的使用

使用下列方法获得或设置线程对象的优先级

int getPriority()
void setPriority(int newPriority)

`setPriority()`设置线程优先级

class Priority implements Runnable {
    private int num = 0;
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (this.flag) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + num++);
        }
    }
        public void stop () {
            this.flag = false;
        }
    }

    public  class PriorityThread{
        public static void main(String[] args)throws Exception{
            Priority p1 = new Priority();
            Priority p2 = new Priority();
            Thread t1 = new Thread(p1,"线程1");
            Thread t2 = new Thread(p2,"线程2");
            //Thread.MAX_PRIORITY 最高优先级10
            t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
            //Thread.MIN_PRIORITY 最低优先级1
            t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
            //启动线程
            t1.start();
            t2.start();
            Thread.sleep(1000);
            p1.stop();
            p2.stop();
        }
}

守护线程

在Java中有两类线程:

User Thread(用户线程):就是应用程序里的自定义线程。
Daemon Thread(守护线程):比如垃圾回收线程，就是最典型的守护线程。

守护线程（即Daemon Thread)，是一个服务线程，准确地来说就是服务其他的线程，这是它的作用，而其他的线程只有一种，那就是用户线程。

守护线程特点：
守护线程会随着用户线程死亡而死亡。

守护线程和用户线程的区别

用户线程，不随主线程的死亡而死亡。用户线程只有两种情况会死亡，一种是在run中异常终止，另一种是把run执行完毕，线程死亡。
守护线程，随着用户线程的死亡而死亡，当用户线程死亡守护线程也会随之死亡。

`setDaemon()`添加守护线程

class Daemon implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <20; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}
public class DaemonThread {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(new Daemon(),"Daemon");
        //将该线程设置为守护线程
        //此时是在主线程中设置，所以该守护线程为主线程服务
        t.setDaemon(true);
        t.start();
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("主线程结束");
    }
}

打印结果：

Daemon 0
主线程结束

守护线程只打印了一次i，就随主线程的死亡而死亡。

线程同步

什么是线程同步

处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象。这时候，我们就需要用到“线程同步”。线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面的线程使用完毕后，下一个线程再使用。

线程冲突案例

银行取钱的基本流程基本上可以分为如下几个步骤。

用户输入账户、密码，系统判断用户的账户、密码是否匹配。
用户输入取款金额。
系统判断账户余额是否大于取款金额。
如果余额大于取款金额，则取钱成功;如果余额小于取款金额，则取钱失败。

class Account{
    private String accountNo;
    private double balance;

    public Account() {
    }

    public Account(String accountNo, double balance) {
        this.accountNo = accountNo;
        this.balance = balance;
    }

    public String getAccountNo() {
        return accountNo;
    }

    public void setAccountNo(String accountNo) {
        this.accountNo = accountNo;
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public void setBalance(double balance) {
        this.balance = balance;
    }
}
//取钱线程
class DrawThread extends Thread{
    //账户对象
    private Account account;
    private double drawMoney;
    public DrawThread(String name,Account account,double drawMoney){
        //调用父类Thread构造方法，为线程命名
        super(name);

        this.account=account;
        this.drawMoney=drawMoney;
    }
    @Override
    public void run(){
        //判断当前账户余额
        if(this.account.getBalance()>=this.drawMoney){
            System.out.println(this.getName()+"取钱成功,"+this.drawMoney);
            //线程休眠
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            this.account.setBalance(this.account.getBalance()-this.drawMoney);
            System.out.println("余额："+this.account.getBalance());
        }else{
            System.out.println(this.getName()+"余额不足");
        }
    }
}
public class DrawMoneyThread {
    public static void main(String[] args) {
        Account account=new Account("Jack",2000);
        new DrawThread("小明",account,1000).start();
        new DrawThread("小花",account,1500).start();
    }
}

打印结果：

小花取钱成功,2000.0
小明取钱成功,1000.0
余额：-1000.0
余额：0.0

线程冲突，前一个人没有将取的钱从余额扣除，后一个人就又取了钱，造成余额变成负数。

实现线程同步

`synchronized`关键字

由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突的问题。Java语言提供了专门机制以解决这种冲突，有效避免了同一个数据对象被多个线程同时访问造成的这种问题。这套机制就是synchronized关键字。
synchronized语法结构:

synchronized(锁对象){
    同步代码
}

synchronized 关键字使用时需要考虑的问题:

需要对哪部分的代码在执行时具有线程互斥的能力(线程互斥:并行变串行)。
需要对哪些线程中的代码具有互斥能力(通过synchronized锁对象来决定)。

`synchronized`方法

通过在方法声明中加入synchronized关键字来声明，语法如下:
public synchronized void accessVal(int newVal);
synchronized在方法声明时使用:放在范围操作符(public)之后,返回类型声明(void)之前。这时同一个对象下synchronized方法在多线程中执行时，该方法是同步的，即一次只能有一个线程进入该方法，其他线程要想在此时调用该方法，只能排队等候，当前线程(就是在synchronized方法内部的线程)执行完该方法后，别的线程才能进入。

`synchronized`块

synchronized方法的缺陷:若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效
率。
Java为我们提供了更好的解决办法，那就是synchronized 块。块可以让我们精确
地控制到具体的“成员变量”，缩小同步的范围，提高效率。

对取钱案例采用线程同步方法完善

分析：

线程同步：取款线程

将账户作为线程锁对象，当两个人同时对一个账户操作时，会让先运行的线程进行操作，另一个线程进入阻塞，待第一个线程取完钱，对余额操作完后，第二个线程才进入取钱过程。

class Account{
    private String accountNo;
    private double balance;

    public Account() {
    }

    public Account(String accountNo, double balance) {
        this.accountNo = accountNo;
        this.balance = balance;
    }

    public String getAccountNo() {
        return accountNo;
    }

    public void setAccountNo(String accountNo) {
        this.accountNo = accountNo;
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public void setBalance(double balance) {
        this.balance = balance;
    }
}
//取钱线程
class DrawThread extends Thread{
    //账户对象
    private Account account;
    private double drawMoney;
    public DrawThread(String name,Account account,double drawMoney){
        //调用父类Thread构造方法，为线程命名
        super(name);

        this.account=account;
        this.drawMoney=drawMoney;
    }
    @Override
    public void run(){
        //若synchronized()加到run方法上，run方法仍然是一个并发线程
        //run方法是一个特殊方法，是一个线程体方法
        synchronized(this.account){
        //判断当前账户余额
        if(this.account.getBalance()>=this.drawMoney){
            System.out.println(this.getName()+"取钱成功,"+this.drawMoney);
            //线程休眠
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            this.account.setBalance(this.account.getBalance()-this.drawMoney);
            System.out.println("余额："+this.account.getBalance());
        }else{
            System.out.println(this.getName()+"余额不足");
            }
        }
    }
}
public class DrawMoneyThread {
    public static void main(String[] args) {
        Account account=new Account("Jack",2000);
        new DrawThread("小明",account,1000).start();
        new DrawThread("小花",account,1500).start();
    }
}

打印结果：

小明取钱成功,1000.0
余额：1000.0
小花余额不足

线程同步的使用

使用this作为线程对象锁

在不同线程中，相同对象中的synchronized会互斥。

语法结构：

//-----法一-----
synchronized(this){
    //同步代码
}

//-----法二-----
public synchronized void f(){
    //同步代码
}

this作为线程对象锁案例

class Programmer{
    private String name;
    public Programmer(String name){
        this.name=name;
    }
    //打开电脑方法
    //synchronized也可写到 public之前
    public void start(){
        synchronized (this) {
            try {
                System.out.println(this.name + "接通电源");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(this.name + "按开机键");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(this.name + "系统启动");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(this.name + "成功");
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
    public void coding(){
        synchronized (this) {
            try {
                System.out.println(this.name + "打开IDEA");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(this.name + "IDEA打开成功");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(this.name + "打开项目");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(this.name + "工作");
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}
//打开电脑的线程
class Working extends Thread{
    private Programmer p;
    private String name;
    public Working(Programmer p){
        this.p=p;
    }
    @Override
    public void run() {
        this.p.start();
    }
}

//工作线程
class Working2 extends Thread{
    private Programmer p;
    public Working2(Programmer p){
        this.p=p;
    }
    @Override
    public void run() {
        this.p.coding();
    }
}
public class MainApp {
    public static void main(String[] args) {
        Programmer p = new Programmer("小明");
        Working w1=new Working(p);
        w1.start();
        Working2 w2=new Working2(p);
        w2.start();
    }
}

若不加synchronized锁，则会造成：

小明接通电源
小明打开IDEA
小明IDEA打开成功
小明按开机键
小明打开项目
小明系统启动
小明工作
小明成功

加线程锁后：

小明接通电源
小明按开机键
小明系统启动
小明成功
小明打开IDEA
小明IDEA打开成功
小明打开项目
小明工作

使用字符串作为线程对象锁

字符串本质上是一个对象，如果使用字符串作为线程对象锁，所有线程在执行synchronized时都会同步。

语法结构：

synchronized("字符串"){
    //同步代码
}

字符串作为线程对象锁案例

public class StudySyn {
    public static void main(String[] args) {
        Drink1 d1=new Drink1(new Programmer("张三"));
        Drink2 d2=new Drink2(new Programmer("李四"));
        d1.start();
        d2.start();
    }
}

class Programmer{
    private String name;
    public Programmer(String name){
        this.name=name;
    }

    public void start() {
        //利用字符串作为对象锁，可以填入任意字符串，甚至空串
        synchronized ("线程锁") {
            try {
                System.out.println(name + "打开饮水机");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(name + "放入杯子");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(name + "按下出水按钮");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(name + "拿走杯子");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(name + "关上饮水机");
            } catch (Exception e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}

class Drink1 extends Thread{
    private Programmer p;
    public Drink1(Programmer p){
        this.p=p;
    }

    @Override
    public void run() {
        p.start();
    }
}

class Drink2 extends Thread{
    private Programmer p;
    public Drink2(Programmer p){
        this.p=p;
    }

    @Override
    public void run() {
        p.start();
    }
}

输出：

张三打开饮水机
张三放入杯子
张三按下出水按钮
张三拿走杯子
张三关上饮水机
李四打开饮水机
李四放入杯子
李四按下出水按钮
李四拿走杯子
李四关上饮水机

使用Class作为线程对象锁

Class是一个对象类型。

当一个类被实例化时A a = new A()，JVM首先会使用类加载器（ClassLoader）加载到内存中，然后根据类创建一个Class类型的对象，最后在完成初始化动作等，JVM会将Class对象缓存下来，当以后再用到时就不需要重新加载了。

在不同线程中，拥有相同Class对象中的synchronized会互斥。

语法结构：

synchronized(xx.class){
    //同步代码
}

或者：

synchronized public static void accessVal()

如果synchronized将静态方法作为对象锁，那么同步块在静态方法的{ }括号间；

如果synchronized将非静态方法作为对象锁，那么以this作为对象锁。

Class作为线程对象锁案例

public class ClassSyn {
    public static void main(String[] args) {
        new Drink01(new Programmer("小明")).start();
        new Drink02(new Programmer("小花")).start();
    }
}
class Programmer{
    private String name;
    public Programmer(String name){
        this.name=name;
    }
    public  void start(){
        synchronized (Programmer.class) {
            try {
                System.out.println(name + "打开饮水机");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(name + "放入杯子");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(name + "按下出水按钮");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(name + "拿走杯子");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(name + "关上饮水机");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class Drink01 extends Thread{
    private Programmer p;
    public Drink01(Programmer p){
        this.p=p;
    }
    @Override
    public void run(){
        p.start();
    }
}

class Drink02 extends Thread{
    private Programmer p;
    public Drink02(Programmer p){
        this.p=p;
    }
    @Override
    public void run(){
        p.start();
    }
}

输出：

小明打开饮水机
小明放入杯子
小明按下出水按钮
小明拿走杯子
小明关上饮水机
小花打开饮水机
小花放入杯子
小花按下出水按钮
小花拿走杯子
小花关上饮水机

使用自定义对象作为线程对象锁

在不同线程中，拥有相同自定义对象中的synchronized会互斥。

语法结构:

synchronized(自定义对象){
    //同步代码
}

自定义对象作为线程对象锁案例

老师上课随机点名，点到的同学答“到”，然后老师选择下一个同学点名。

public class VoidSyn {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher t=new Teacher("张三");
        new TeacherThread(t,"小明").start();
        new TeacherThread(t,"小花").start();
    }
}

class Teacher{
    private String name;
    public Teacher(String name){
        this.name=name;
    }
    public void start(String sName){
        //都是同一个Teacher运行方法，所以这里可以使用 this 实现线程同步
        //synchronized (this) {
            try {
                System.out.println(this.name + "叫" + sName);
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(sName + "听到老师叫自己");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(sName + "答到");
                Thread.sleep(500);
                System.out.println(this.name + "挑选下一个人");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        //}
    }
}

class TeacherThread extends Thread{
    private Teacher t;
    private String sname;
    public TeacherThread(Teacher t,String sname){
        this.t=t;
        this.sname=sname;
    }


    @Override
    public void run() {
        //传入的Teacher对象都是同一个，所以可以使用 this.t 实现线程同步
        //synchronized (this.t) {
            t.start(sname);
        //}
    }
}

synchronized既可以放在线程对象中实现，也可以放到非线程对象中实现线程同步。

死锁及解决方案

死锁概念

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

死锁案例

例如现在有两个喝水线程：

线程1：小明想喝水（需要杯子和水桶）->拿到杯子->打开饮水机->接水

线程2：小花想喝水（需要杯子和水桶）->拿到杯子->打开饮水机->接水

但是杯子和水桶都只有一个，小明先去拿杯子花了0.5秒，回来发现小花已经拿到水桶了，此时小花没有水杯，有水桶；小明没有水桶，有水杯，都无法喝到水，而且两个人都在等对方喝完后把“资源”让出来，自己再喝。

public class ClockSyn {
    public static void main(String[] args) {
        Cub c=new Cub();
        Water w=new Water();
        new GetWaterThread(new GetWater(),"小明",c,w).start();
        new GetWaterThread2(new GetWater2(),"小花",c,w).start();
    }
}

//水杯类
class Cub{
    String name = "水杯";
}

//水桶类
class Water{
    String name = "水桶";
}

class GetWater{
    private Cub c;
    private Water w;
    public void start(String userName,Cub c,Water w){
        try{
            System.out.println(userName+"想喝水");
            //小明拿杯子花了0.5s
            synchronized (c) {
                System.out.println(userName+"拿到"+c.name);
                Thread.sleep(500);
                synchronized (w) {
                    System.out.println(userName + "拿着" + c.name + "打开" + w.name);
                    Thread.sleep(500);
                    System.out.println(userName + "用" + c.name + "接" + w.name + "的水");
                    Thread.sleep(500);
                    System.out.println(userName + "喝完" + c.name + "里的水");
                    Thread.sleep(500);
                    System.out.println(userName + "放回" + c.name);
                    Thread.sleep(500);
                    System.out.println(userName + "离开" + w.name);
                }
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class GetWater2{
    private Cub c;
    private Water w;
    public void start(String userName,Cub c,Water w){
        try{
            System.out.println(userName+"想喝水");
            //小花先拿到水桶
            synchronized (w) {
                System.out.println(userName+"拿到"+w.name);
                synchronized (c) {
                    System.out.println(userName + "拿着" + c.name + "打开" + w.name);
                    Thread.sleep(500);
                    System.out.println(userName + "用" + c.name + "接" + w.name + "的水");
                    Thread.sleep(500);
                    System.out.println(userName + "喝完" + c.name + "里的水");
                    Thread.sleep(500);
                    System.out.println(userName + "放回" + c.name);
                    Thread.sleep(500);
                    System.out.println(userName + "离开" + w.name);
                }
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//创建小明喝水线程
class GetWaterThread extends Thread{
    private GetWater gw;
    private String userName;
    private Cub c;
    private Water w;
    public GetWaterThread(GetWater gw,String userName,Cub c,Water w){
        this.gw=gw;
        this.userName=userName;
        this.c=c;
        this.w=w;
    }
    @Override
    public void run() {
        gw.start(userName,c,w);
    }
}

//创建小花喝水线程
class GetWaterThread2 extends Thread{
    private GetWater2 gw;
    private String userName;
    private Cub c;
    private Water w;
    public GetWaterThread2(GetWater2 gw,String userName,Cub c,Water w){
        this.gw=gw;
        this.userName=userName;
        this.c=c;
        this.w=w;
    }
    @Override
    public void run() {
        gw.start(userName,c,w);
    }
}

输出结果：

小明想喝水
小花想喝水
小明拿到水杯
小花拿到水桶

两个人都无法喝到水。

死锁解决方案

保持良好编码习惯，编写同一个代码块时，不要同时持有两个对象锁。

线程并发协作（生产者/消费者模式）

当有多个线程的情况下，我们经常需要多个线程并发、协作。

生产者：负责生产数据

消费者：负责“消费”数据

缓冲区：生产者将生产完的数据放入缓冲区，消费者再从缓冲区中拿取数据。

缓冲区可以减少生产者和消费者之间的耦合，提高效率。

生产者/ 消费者模式案例：

public class CsPdSyn {
    public static void main(String[] args) {
        BufferStack bs=new BufferStack();
        new Producer(bs).start();
        new Customer(bs).start();
    }
}

//生产者生产的“数据”
class ManTou{
    private int id;
    public ManTou(int id){
        this.id=id;
    }
}

//缓冲区
class BufferStack{
    //存放馒头的盒子
    private ManTou[] mt=new ManTou[10];
    //盒子内编号
    private int index;
    //放入馒头方法
    public synchronized void push(ManTou mt){
        while(this.index==this.mt.length){
            //wait() 会让当前线程进入阻塞状态，并且释放当前线程的对象锁
            //所以该方法必须在synchronized块中使用
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        //避免两个线程都处于等待状态
        //notify()必须在synchronized块中调用
        //该方法会唤醒处于等待状态队列中的一个线程
        this.notify();
        this.mt[this.index]=mt;
        this.index++;
    }
    //取出馒头方法
    public synchronized void pop(){
        while(this.index==0){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        this.notify();
        this.mt[this.index]=null;
        this.index--;
    }
}

//生产者线程类
class Producer extends Thread{
    private BufferStack bs;
    public Producer(BufferStack bs){
        this.bs=bs;
    }
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<10;i++){
            System.out.println("生产者生产了馒头："+i);
            ManTou mt=new ManTou(i);
            this.bs.push(mt);
        }
    }
}

//消费者线程类
class Customer extends Thread{
    private BufferStack bs;
    public Customer(BufferStack bs){
        this.bs=bs;
    }
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<10;i++){
            this.bs.pop();
            System.out.println("消费者消费了馒头："+i);
        }
    }
}

Java 线程

Java进程浅析+案例（初学者适用）

进程和线程的区别

线程的创建

通过继承Thread类实现多线程

通过实现Runnable接口实现多线程

线程的执行流程

线程的生命周期

线程的使用

终止线程

暂停线程

sleep()方法

yeild()方法

线程的联合

join()方法的使用

线程联合案例

Thread类中的其他常用方法

getName()获取当前线程名称

setName()设置线程的名称

isAlive()判断当前线程是否存活

线程的优先级

线程优先级的使用

setPriority()设置线程优先级

守护线程

守护线程和用户线程的区别

setDaemon()添加守护线程

线程同步

什么是线程同步

线程冲突案例

实现线程同步

synchronized关键字

synchronized方法

synchronized块

对取钱案例采用线程同步方法完善

线程同步的使用

使用this作为线程对象锁

this作为线程对象锁案例

使用字符串作为线程对象锁

字符串作为线程对象锁案例

使用Class作为线程对象锁

Class作为线程对象锁案例

使用自定义对象作为线程对象锁

自定义对象作为线程对象锁案例

死锁及解决方案

死锁概念

死锁案例

死锁解决方案

线程并发协作（生产者/消费者模式）

Java内部类详解

IDEA Debug 功能

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`sleep()`方法

`yeild()`方法

`join()`方法的使用

`getName()`获取当前线程名称

`setName()`设置线程的名称

`isAlive()`判断当前线程是否存活

`setPriority()`设置线程优先级

`setDaemon()`添加守护线程

`synchronized`关键字

`synchronized`方法

`synchronized`块