多线程同步有哪些方法_异步和同步的区别在哪

进程 线程 多线程 同步锁 线程安全解决方案 　　1 进程 　　1.1概念： 　　进程就是正在运行的程序,它代表了程序所占用的内存区域。 　　1.2 进程的特点： 　　独立性 　　进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己独立的资源,每个进程都拥有自己私有的地址空间,在没有经过进程本身允许的情况下,一个用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间。 　　动态性 　　进程与程序的区别在于,程序只是一个静态的指令集合,而进程是一个正在系统中活动的指令集合,程序加入了时间的概念以后,称为进程,具有自己的生命周期和各种不同的状态,这些概念都是程序所不具备的。 　　并发性 　　多个进程可以在单个处理器CPU上并发执行,多个进程之间不会互相影响。 　　1.3 并行和并发：

　　HA(High Availability)高可用:指在高并发的情景中,尽可能的保证程序的可用性,减少系统不能提供服务的时间 　　2 线程 　　2.1 线程的概念 　　线程是操作系统OS能够进行运算调度的最小单位,它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位. 　　一个进程可以开启多个线程,其中有一个主线程来调用本进程中的其他线程 　　我们看到的进程的切换，切换的也是不同进程的主线程 　　多线程扩展了多进程的概念,使的同一个进程可以同时并发处理多个任务 　　2.2 进程与线程的关系 　　一个操作系统中可以有多个进程,一个进程中可以包含一个线程(单线程程序),也可以包含多个线程(多线程程序)

　　每个线程在共享同一个进程中的内存的同时,又有自己独立的内存空间. 　　所以想使用线程技术,得先有进程,进程的创建是OS操作系统来创建的,一般都是C或者C++完成

　　3 多线程的特性 　　3.1 随机性 　　线程的随机性指的是同一时刻,只有一个程序在执行 　　我们宏观上觉得这些程序像是同时运行,但是实际上微观时间是因为CPU在高效的切换着，这使得各个程序从表面上看是同时进行的,也就是说,宏观层面上,所有的进程/线程看似同时运行,但是微观层面上,同一时刻,一个CPU只能处理一件事.切换的速度甚至是纳秒级别的,非常快

　　3.2 CPU分时调度 　　时间片,即CPU分配给各个线程的一个时间段,称作它的时间片,即该线程被允许运行的时间，如果在时间片用完时线程还在执行,那CPU将被剥夺并分配给另一个线程,将当前线程挂起,如果线程在时间片用完之前阻塞或结束,则CPU当即进行切换,从而避免CPU资源浪费,当再次切换到之前挂起的线程,恢复现场,继续执行。 　　注意:我们无法控制OS选择执行哪些线程,OS底层有自己规则,如: 　　1.FCFS(First Come First Service 先来先服务算法) 　　2.SJS(Short Job Service短服务算法)

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　　3.3 线程的状态 　　由于线程状态比较复杂,我们由易到难,先学习线程的三种基础状态及其转换,简称”三态模型” : 　　就绪(可运行)状态：线程已经准备好运行，只要获得CPU，就可立即执行 　　执行(运行)状态：线程已经获得CPU，其程序正在运行的状态 　　阻塞状态：正在运行的线程由于某些事件（I/O请求等）暂时无法执行的状态，即线程执行阻塞

　　就绪 → 执行:为就绪线程分配CPU即可变为执行状态” 　　执行 → 就绪:正在执行的线程由于时间片用完被剥夺CPU暂停执行,就变为就绪状态 　　执行 → 阻塞:由于发生某事件,使正在执行的线程受阻,无法执行,则由执行变为阻塞 　　(例如线程正在访问临界资源,而资源正在被其他线程访问) 　　反之,如果获得了之前需要的资源,则由阻塞变为就绪状态,等待分配CPU再次执行 　　我们可以再添加两种状态: 　　创建状态:线程的创建比较复杂,需要先申请PCB,然后为该线程运行分配必须的资源,并将该线程转为就绪状态插入到就绪队列中 　　终止状态:等待OS进行善后处理,最后将PCB清零,并将PCB返回给系统

　　PCB(Process Control Block):为了保证参与并发执行的每个线程都能独立运行,OS配置了特有的数据结构PCB来描述线程的基本情况和活动过程,进而控制和管理线程 　　3.4 线程状态与代码对照

　　线程生命周期,主要有五种状态: 　　1.新建状态(New) : 当线程对象创建后就进入了新建状态.如:Thread t = new MyThread(); 　　2.就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法,线程即为进入就绪状态. 　　处于就绪(可运行)状态的线程,只是说明线程已经做好准备,随时等待CPU调度执行,并不是执行了t.start()此线程立即就会执行 　　3.运行状态(Running):当CPU调度了处于就绪状态的线程时,此线程才是真正的执行,即进入到运行状态 　　就绪状态是进入运行状态的唯一入口,也就是线程想要进入运行状态状态执行,先得处于就绪状态 　　4.阻塞状态(Blocked):处于运状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入就绪状态才有机会被CPU选中再次执行. 　　根据阻塞状态产生的原因不同,阻塞状态又可以细分成三种: 　　等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,本线程进入到等待阻塞状态 　　同步阻塞:线程在synchronized同步锁失败(因为锁被其他线程占用),它会进入同步阻塞状态 　　其他阻塞:调用线程的sleep()或者join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态.当sleep()状态超时.join()等待线程终止或者超时或者I/O处理完毕时线程重新转入就绪状态 　　5.死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期 　　4 多线程代码创建方式1:继承Thread 　　4.1 概述 　　Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例,代表一个线程的实例 　　启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法 　　start()方法是一native方法,它将通知底层操作系统,.最终由操作系统启动一个新线程,操作系统将执行run() 　　这种方式实现的多线程很简单,通过自己的类直接extends Thread,并重写run()方法,就可以自动启动新线程并执行自己定义的run()方法 　　模拟开启多个线程,每个线程调用run()方法.

　　4.2 常用方法 　　构造方法 　　普通方法 　　4.3 测试多线程的创建方式1 　　思路一：继承 　　1.自定义一个类extends Thread 　　2.重写run()里面写业务 　　3.创建线程对象 　　4.调用start() 　　注意：可以通过调用父类Thread的含参构造Thread(String name) 　　给自定义线程对象起名字，调用方式：super(name) 　　5 多线程代码创建方式2:实现Runnable接口 　　5.1 概述 　　如果自己的类已经extends另一个类,就无法多继承,此时,可以实现一个Runnable接口 　　5.2 常用方法 　　void run()使用实现接口Runnable的对象创建线程时,启动该线程将导致在独立执行的线程中调用对象的run()方法 　　5.3 练习2：测试多线程的创建方式2 　　思路二：实现 　　1.自定义一个类implements Runnable2.实现接口中未实现的run() 　　3.打印线程名称：Thread.currentThread().getName() 　　4.创建目标业务对象–接口实现类的对象–包含的是我们的业务 　　5.创建线程对象–Thread t1 = new Thread(target); 　　目的：为了把实现类与Thread建立关系，原因是想用Thread的start() 　　6.通过线程对象调用start(),把线程对象加入就绪队列

　　5.4 两种实现方式的比较 　　继承Thread类 　　优点: 编写简单,如果需要访问当前线程,无需使用Thread.currentThread()方法,直接使用this即可获得当前线程 　　缺点: 自定义的线程类已继承了Thread类,所以后续无法再继承其他的类 　　实现Runnable接口 　　优点: 自定义的线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口,后续还可以继承其他类,在这种方式下,多个线程可以共享同一个target对象,所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况,从而可以将CPU、代码、还有数据分开(解耦),形成清晰的模型,较好地体现了面向对象的思想 　　缺点: 编程稍微复杂,如想访问当前线程,则需使用Thread.currentThread()方法 　　6 售票案例 　　需求:设计4个售票窗口，总计售票100张。用多线程的程序设计并写出代码 　　6.1 方案1：继承Thread

　　6.2 方案2：实现Runnable

　　6.3 问题 　　1.每次创建线程对象，都会生成一个tickets变量值是100，创建4次对象就生成了400张票了。不符合需求，怎么解决呢？能不能把tickets变量在每个对象间共享，就保证多少个对象都是卖这100张票。 　　解决方案: 用静态修饰 　　2.产生超卖，0 张 、-1张、-2张。 　　3.产生重卖，同一张票卖给多人。 　　4.多线程安全问题是如何出现的？常见情况是由于线程的随机性+访问延迟。 　　5.以后如何判断程序有没有线程安全问题？ 　　在多线程程序中 + 有共享数据 + 多条语句操作共享数据 　　同步锁-线程安全问题解决方案 　　7 同步锁 　　7.1 前言 　　经过前面多线程编程的学习,我们遇到了线程安全的相关问题,比如多线程售票情景下的超卖/重卖现象. 　　我们如何判断程序有没有可能出现线程安全问题,主要有以下三个条件: 　　在多线程程序中 + 有共享数据 + 多条语句操作共享数据 　　多线程的场景和共享数据的条件是改变不了的(就像4个窗口一起卖100张票,这个是业务) 　　所以思路可以从第3点”多条语句操作共享数据”入手,既然是在这多条语句操作数据过程中出现了问题 　　那我们可以把有可能出现问题的代码都包裹起来，一次只让一个线程来执行 　　7.2 同步与异步 　　那怎么”把有可能出现问题的代码都包裹起来”呢?我们可以使用synchronized关键字来实现同步效果 　　也就是说,当多个对象操作共享数据时,可以使用同步锁解决线程安全问题,被锁住的代码就是同步的 　　接下来介绍下同步与异步的概念: 　　同步：体现了排队的效果，同一时刻只能有一个线程独占资源，其他没有权利的线程排队。 　　坏处就是效率会降低，不过保证了安全。 　　异步：体现了多线程抢占资源的效果，线程间互相不等待，互相抢占资源。 　　坏处就是有安全隐患,效率要高一些。 　　7.3 synchronized同步关键字 　　7.3.1 写法 　　7.3.2 前提 　　同步效果的使用有两个前提: 　　前提1：同步需要两个或者两个以上的线程(单线程无需考虑多线程安全问题) 　　前提2：多个线程间必须使用同一个锁(我上锁后其他人也能看到这个锁,不然我的锁锁不住其他人,就没有了上锁的效果) 　　7.3.3 特点 　　1.synchronized同步关键字可以用来修饰方法,称为同步方法,使用的锁对象是this 　　2.synchronized同步关键字可以用来修饰代码块,称为同步代码块,使用的锁对象可以任意 　　3.同步的缺点是会降低程序的执行效率，但我们为了保证线程的安全,有些性能是必须要牺牲的 　　4.但是为了性能,加锁的范围需要控制好,比如我们不需要给整个商场加锁,试衣间加锁就可以了 　　为什么同步代码块的锁对象可以是任意的同一个对象,但是同步方法使用的是this呢? 　　因为同步代码块可以保证同一个时刻只有一个线程进入 　　但同步方法不可以保证同一时刻只能有一个线程调用,所以使用本类代指对象this来确保同步 　　

　　7.4.1练习-改造售票案例 　　7.4.2 练习-改造售票案例 　　注意:如果是继承的方式的话,锁对象最好用”类名.class”,否则创建自定义线程类多个对象时,无法保证锁的唯一 　　7.5 之前遇到过的同步例子 　　StringBuffer JDK1.0 　　加了synchronized ,性能相对较低(要排队,同步),安全性高 　　StringBuilder JDK1.5 　　去掉了synchronized,性能更高(不排队,异步),存在安全隐患

　　8 线程创建的其他方式 　　8.1 ExecutorService/Executors 　　ExecutorService:用来存储线程的池子,把新建线程/启动线程/关闭线程的任务都交给池来管理 　　execute(Runnable任务对象) 把任务丢到线程池 　　Executors 辅助创建线程池的工具类 　　newFixedThreadPool(int nThreads) 最多n个线程的线程池 　　newCachedThreadPool() 足够多的线程,使任务不必等待 　　newSingleThreadExecutor() 只有一个线程的线程池 　　8.2 练习:线程的其他创建方式