线程——创建方式、常用方法、线程安全问题、通信

一、创建线程方式

1、多线程的创建，方式一：继承于Thread类
 * 1. 创建一个继承于Thread类的子类
 * 2. 重写Thread类的run() --> 将此线程执行的操作声明在run()中
 * 3. 创建Thread类的子类的对象
 * 4. 通过此对象调用start()

2、创建多线程的方式二：实现Runnable接口
 * 1. 创建一个实现了Runnable接口的类
 * 2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()
 * 3. 创建实现类的对象
 * 4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象
 * 5. 通过Thread类的对象调用start()
 *
 *
 * 比较创建线程的两种方式。
 * 开发中：优先选择：实现Runnable接口的方式
 * 原因：1. 实现的方式没有类的单继承性的局限性
 *      2. 实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况。
 *
 * 联系：public class Thread implements Runnable
 * 相同点：两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中。
 * 

3、创建线程的方式三：实现Callable接口。 --- JDK 5.0新增
 *	1.创建一个实现Callable的实现类
 *	2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中
 *	3.创建Callable接口实现类的对象
 *	4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象
 *	5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()
 *	6.获取Callable中call方法的返回值

/**
 * 创建线程的方式三：实现Callable接口。 --- JDK 5.0新增
 *
 *
 * 如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大？
 * 1. call()可以有返回值的。
 * 2. call()可以抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常的信息
 * 3. Callable是支持泛型的
 *
 * @author shkstart
 * @create 2019-02-15 下午 6:01
 */
//1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable{
    //2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i 不能包含代码多了，也不能包含代码少了。
 *       2.共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据。
 *       3.同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。
 *          要求：多个线程必须要共用同一把锁。
 *
 *       补充：在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。
 *  方式二：同步方法。
 *     如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的。
 *
 *
 *  5.同步的方式，解决了线程的安全问题。---好处
 *    操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。 ---局限性
 
 * 使用同步代码块解决继承Thread类的方式的线程安全问题
 *
 * 例子：创建三个窗口卖票，总票数为100张.使用继承Thread类的方式
 *
 * 说明：在继承Thread类创建多线程的方式中，慎用this充当同步监视器，考虑使用当前类充当同步监视器。

1、使用继承Thread的方式

	重要: 使用Window.clss作为同步锁, 原因: 因为我们每一个this都不是同一个对象, 因为我们创建了三个窗口, 所以如果要使用Window.clss来充当唯一的锁;
public class Windows extends Thread {
	private static int ticket = 100; // 多个Thread对象要共享ticket票

	// private static Object obj = new Object(); // 需要加static, 因为同步监视器要是唯一的
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            // synchronized (obj) { // 正确
            // synchronized (this) { // 错误的方式,使用继承来创建thread,因为this不是同一个对象,不能充当共享资源的同步锁
            synchronized (Window.class) { // 类对象,只会加载一次,所以也是唯一的
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 卖票, 票号为: " + ticket);
                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}
public class WindowsTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Windows t1 = new Windows();
        Windows t2 = new Windows();
        Windows t3 = new Windows();

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

2、使用实现Runnable方式

重点: 因为只创建了一个Window对象, 所有线程都可以共享该对象, 所以使用this,充当同步锁
public class Windows1 implements Runnable {
	private int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
        	// 任何对象都可以充当其 同步监视器, 因为始终创建了一个实现Rnnable接口的实例;
            synchronized (this) {
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(50);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票,票号为: " + ticket);
                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
 }
public class WindowsTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Windows1 w = new Windows1();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
二、同步方法来解决

重点: 
 * 使用同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题
 *
 *  关于同步方法的总结：
 *  1. 同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。
 *  2. 非静态的同步方法，同步监视器是：this
 *     静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身


重点:
在synchronized前面加上static, 如果是静态的同步方法, 所有的对象都共享; 相当于 Xxx.class的方式

1、通过继承Thread来实现线程同步:
	// private synchronized void show () { // 此时同步锁不是唯一的了.
    private static synchronized void show () { // 锁就是 当前类对象, Xxx.class
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 卖票, 票号为: " + ticket);
            ticket--;
        }
    }
    
重点:
只需要加上synchronized, 因为只创建一个window对象, 所以不需要加static, 相当于this

2、通过实现Runnable接口来创建线程:
    private synchronized void show() {  // 同步监视器(同步锁) 就是 this
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票,票号为: " + ticket);
            ticket--;
        }
    }

三、 解决线程安全问题的方式三：Lock锁  --- JDK5.0新增
 *
 * 1. 面试题：synchronized 与 Lock的异同？
 *   相同：二者都可以解决线程安全问题
 *   不同：synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器
 *        Lock需要手动的启动同步（lock()），同时结束同步也需要手动的实现（unlock()）
 *
 * 2.优先使用顺序：
 * Lock -> 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源）-> 同步方法（在方法体之外）
 *
 *
 *  面试题：如何解决线程安全问题？有几种方式

四、线程通信问题

线程通信的例子：使用两个线程打印 1-100。线程1, 线程2 交替打印
 *
 * 涉及到的三个方法：
 * wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。
 * notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。
 * notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。
 *
 * 说明：
 * 1.wait()，notify()，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。
 * 2.wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。
 *    否则，会出现IllegalMonitorStateException异常
 * 3.wait()，notify()，notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。
 *
 * 面试题：sleep() 和 wait()的异同？
 * 1.相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。
 * 2.不同点：1）两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait()
 *          2）调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中
 *          3）关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。

class Thread1 implements Runnable {

    private int number = 1;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (this) {
                this.notify(); // 唤醒被wait()的线程
                if (number