线程相关

进程： 一个在内存中运行的应用程序。每个进程都有自己独立的一块内存空间，一个进程可以有多个线程。

线程： 进程中的一个执行任务（控制单元），负责当前进程中程序的执行。一个进程至少有一个线程，一个进程可以运行多个线程，多个线程可共享数据。

与进程不同的是同类的多个线程共享进程的 堆**和**方法区 资源，但每个线程有自己的 程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈 ，所以系统在产生一个线程，或是在各个线程之间作切换工作时，负担要比进程小得多，也正因为如此，线程也被称为轻量级进程。

进程和线程的却别

**根本区别：**进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是处理器任务调度和执行的基本单位。

**资源开销：**每个进程都有独立的代码和数据空间（程序上下文），程序之间的切换会有较大的开销；线程可以看做轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器（PC），线程之间切换的开销小。

**包含关系：**如果一个进程内有多个线程，则执行过程不是一条线的，而是多条线（线程）共同完成的；线程是进程的一部分，所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。

**内存分配：**同一进程的线程共享本进程的地址空间和资源，而进程之间的地址空间和资源是相互独立的。

**影响关系：**一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。

**执行过程：**每个独立的进程有程序运行的入口、顺序执行序列和程序出口。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制，两者均可并发执行。

线程的生命周期

新建状态：**使用**new 关键字和**Thread** 类或其子类简历一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序**start()** 这个线程。
**就绪状态：**当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。
运行状态：**如果就绪状态的线程获取 **CPU 资源，就可以执行 run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为**阻塞状态、就绪状态和死亡状态**。
**阻塞状态：**如果一个线程执行了 sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种：
等待阻塞：*运行状态中的线程执行**wait()* 方法，使线程进入到等待阻塞状态。
*同步阻塞：*线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
其他阻塞：*通过调用线程的**sleep()* 或**join()** 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当 sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。
死亡状态：

Java 如何使用线程

Java 提供了三种创建线程的方法：

通过实现 Runnable 接口；
通过继承 Thread 类本身；
通过 Callable 和 Future 创建线程。

实现 Runnable 接口

📄RunnableDemo.java

class RunnableDemo implements Runnable {
   private Thread t;
   private String threadName;

   RunnableDemo(String name) {
      threadName = name;
      System.out.println("Creating " +  threadName );
   }

   // 重写 run 方法
   public void run() {
      System.out.println("Running " +  threadName );
      try {
         for(int i = 4; i > 0; i--) {
            System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
            // 让线程睡眠一会
            Thread.sleep(50);
         }
      }catch (InterruptedException e) {
         System.out.println("Thread " +  threadName + " interrupted.");
      }
      System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
   }

   public void start () {
      System.out.println("Starting " +  threadName );
      if (t == null) {
         t = new Thread (this, threadName);
         t.start ();
      }
   }
}

public class TestThread {

   public static void main(String args[]) {
      RunnableDemo R1 = new RunnableDemo( "Thread-1");
      R1.start();

      RunnableDemo R2 = new RunnableDemo( "Thread-2");
      R2.start();
   }   
}

Creating Thread-1
Starting Thread-1
Creating Thread-2
Starting Thread-2
Running Thread-1
Thread: Thread-1, 4
Running Thread-2
Thread: Thread-2, 4
Thread: Thread-1, 3
Thread: Thread-2, 3
Thread: Thread-1, 2
Thread: Thread-2, 2
Thread: Thread-1, 1
Thread: Thread-2, 1
Thread Thread-1 exiting.
Thread Thread-2 exiting.

继承 Thread 类

继承类必须重写 run() 方法，该方法是新线程的入口点。它也必须调用 start() 方法才能执行。

📄ThreadDemo.java

class ThreadDemo extends Thread {
   private Thread t;
   private String threadName;

   ThreadDemo( String name) {
      threadName = name;
      System.out.println("Creating " +  threadName );
   }

   public void run() {
      System.out.println("Running " +  threadName );
      try {
         for(int i = 4; i > 0; i--) {
            System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
            // 让线程睡眠一会
            Thread.sleep(50);
         }
      }catch (InterruptedException e) {
         System.out.println("Thread " +  threadName + " interrupted.");
      }
      System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
   }

   public void start () {
      System.out.println("Starting " +  threadName );
      if (t == null) {
         t = new Thread (this, threadName);
         t.start ();
      }
   }
}

public class TestThread {

   public static void main(String args[]) {
      ThreadDemo T1 = new ThreadDemo( "Thread-1");
      T1.start();

      ThreadDemo T2 = new ThreadDemo( "Thread-2");
      T2.start();
   }   
}

Creating Thread-1
Starting Thread-1
Creating Thread-2
Starting Thread-2
Running Thread-1
Thread: Thread-1, 4
Running Thread-2
Thread: Thread-2, 4
Thread: Thread-1, 3
Thread: Thread-2, 3
Thread: Thread-1, 2
Thread: Thread-2, 2
Thread: Thread-1, 1
Thread: Thread-2, 1
Thread Thread-1 exiting.
Thread Thread-2 exiting.

Thread 类也提供了一些重要的方法，可以帮助完成一些特定的业务逻辑：

序号	方法描述	序号	方法描述
1	public void start() 使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。	9	public static void yield() 暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。
2	public void run() 如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的，则调用该 Runnable 对象的 run 方法；否则，该方法不执行任何操作并返回。	10	public static void sleep(long millisec) 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。
3	public final void setName(String name) 改变线程名称，使之与参数 name 相同。	11	public static boolean holdsLock(Object x) 当且仅当当前线程在指定的对象上保持监视器锁时，才返回 true。
4	public final void setPriority(int priority) 更改线程的优先级。	12	public static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。
5	public final void setDaemon(boolean on) 将该线程标记为守护线程或用户线程。	13	public static void dumpStack() 将当前线程的堆栈跟踪打印至标准错误流。
6	public final void join(long millisec) 等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。	14
7	public void interrupt() 中断线程。	15
8	public final boolean isAlive() 测试线程是否处于活动状态。	16

📄DisplayMessage.java

// 文件名 : DisplayMessage.java
// 通过实现 Runnable 接口创建线程
public class DisplayMessage implements Runnable {
   private String message;

   public DisplayMessage(String message) {
      this.message = message;
   }

   public void run() {
      while(true) {
         System.out.println(message);
      }
   }
}

📄GuessANumber.java

// 文件名 : GuessANumber.java
// 通过继承 Thread 类创建线程

public class GuessANumber extends Thread {
   private int number;
   public GuessANumber(int number) {
      this.number = number;
   }

   public void run() {
      int counter = 0;
      int guess = 0;
      do {
         guess = (int) (Math.random() * 100 + 1);
         System.out.println(this.getName() + " guesses " + guess);
         counter++;
      } while(guess != number);
      System.out.println("** Correct!" + this.getName() + "in" + counter + "guesses.**");
   }
}

📄ThreadClassDemo.java

// 文件名 : ThreadClassDemo.java
public class ThreadClassDemo {

   public static void main(String [] args) {
      Runnable hello = new DisplayMessage("Hello");
      Thread thread1 = new Thread(hello);
      thread1.setDaemon(true);
      thread1.setName("hello");
      System.out.println("Starting hello thread...");
      thread1.start();

      Runnable bye = new DisplayMessage("Goodbye");
      Thread thread2 = new Thread(bye);
      thread2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
      thread2.setDaemon(true);
      System.out.println("Starting goodbye thread...");
      thread2.start();

      System.out.println("Starting thread3...");
      Thread thread3 = new GuessANumber(27);
      thread3.start();
      try {
         thread3.join();
      }catch(InterruptedException e) {
         System.out.println("Thread interrupted.");
      }
      System.out.println("Starting thread4...");
      Thread thread4 = new GuessANumber(75);

      thread4.start();
      System.out.println("main() is ending...");
   }
}

Starting hello thread...
Starting goodbye thread...
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Goodbye
Goodbye
Goodbye
Goodbye
Goodbye
.......

通过 Callable 和 Future 创建线程

创建 Callable 接口的实现类，并实现 call() 方法，该 call() 方法将作为线程执行体，并且有返回值。
创建 Callable 实现类的实例，使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象，该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。
使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。
调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。

📄CallableThreadTest.java

public class CallableThreadTest implements Callable<Integer> {
    public static void main(String[] args)  
    {  
        CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();  
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);  
        for(int i = 0;i < 100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);  
            if(i==20)  
            {  
                new Thread(ft,"有返回值的线程").start();  
            }  
        }  
        try  
        {  
            System.out.println("子线程的返回值："+ft.get());  
        } catch (InterruptedException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (ExecutionException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        }  

    }
    @Override  
    public Integer call() throws Exception  
    {  
        int i = 0;  
        for(;i<100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
        }  
        return i;  
    }  
}

创建线程的三种方式的对比

采用实现 Runnable、Callable 接口的方式创建多线程时，线程类只是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口，还可以继承其他类。
使用继承 Thread 类的方式创建多线程时，编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用 Thread.currentThread() 方法，直接使用 this 即可获得当前线程。

线程中的几个主要概念

在多线程编程时，你需要了解以下几个概念：

线程同步
线程间通信
线程死锁
线程控制：挂起、停止和恢复

关于 ThreadLocal

ThreadLocal 叫做线程本地遍历，为变量在每一个线程中创建一个副本，起到了数据隔离的作用。

常用于线程间数据隔离；进行事务操作，用于存储线程事务信息；数据库连接；Session 会话管理。

如何使用

public class ThreadLocalTest {

    public static void main(String[] args) {

        // ThreadLocal 变量
        ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>();

        // 使用 Stream 流的方式创建线程
        IntStream.range(0, 10).forEach(i -> new Thread(() -> {
            local.set(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            System.out.println("线程：" + Thread.currentThread().getName() + ",local:" + local.get());
        }).start());
    }
}

线程：Thread-0,local:Thread-0:0
线程：Thread-1,local:Thread-1:1
线程：Thread-2,local:Thread-2:2
线程：Thread-3,local:Thread-3:3
线程：Thread-4,local:Thread-4:4
线程：Thread-5,local:Thread-5:5
线程：Thread-6,local:Thread-6:6
线程：Thread-7,local:Thread-7:7
线程：Thread-8,local:Thread-8:8
线程：Thread-9,local:Thread-9:9