1.并行和并發 在學習線程之前，先了解一下并行和并發的概念 并發（concurrency）的實質是一個實體CPU(也可以多個實體CPU) 在若幹道程式之間多路複用，并發性是對有限實體資源強制行使多使用者共享以提高效率。 并行性（parallelism）指兩個或兩個以上事件或活動在同一時刻發生。在多道程式環境下，并行性使多個程式同一時刻可在不同CPU上同時執行。
并發，是在同一個cpu上同時（不是真正的同時，而是看來是同時，因為cpu要在多個程式間切換）運作多個程式。
并行，是每個cpu運作一個程式。
------------------------------------------------------ 【程序和線程】 程序是指一個記憶體中運作的應用程式。每個應用程式都有自己的一塊記憶體空間（記憶體空間是用來存放資料的），一個應用程式可以同時啟用多個程序。比如在Windows系統中，一個exe檔案就是一個程序（程序之間的通信很不友善）。 線程是指程序中一個執行任務（控制單元），一個程序可以同時并發運作多個線程，如：多線程下載下傳軟體。 多任務系統，該系統可以運作多個程序，一個程序也可以執行多個任務，一個程序可以包含多個線程。 一個程序至少有一個線程，為了提高效率，可以在一個程序中開啟多個執行任務，即多線程。
多程序：作業系統中同時運作的多個程式。 多線程：在同一個程序中同時運作的多個任務。
Windows環境下的任務管理器：在作業系統系統中允許多個任務，每一個任務就是一個程序，每一個程序也可以同時執行多個任務，每一個任務就是線程。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 程序與線程的差別： 程序： 有獨立的記憶體空間，程序中的資料存放空間（堆空間和棧空間）是獨立的，至少有一個線程。 線程 ： 堆空間是共享的 ，棧空間是獨立的， 線程消耗的資源也比程序小 ，互相之間可以影響，又稱為輕型程序或程序元。 線程的先後執行取決于CPU排程器（ JVM來排程 ）。 多線程并發性可看作是多個線程在瞬間搶CPU資源，誰搶到資源誰就運作，這也造就了多線程的随機性。 Java程式的程序裡至少包含主線程和垃圾回收線程（背景線程） --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 多線程的優勢 【 多線程優勢】 工作方式：多任務、并發的。 ①程序之間不能共享記憶體，而線程之間 共享記憶體 （堆記憶體）則很簡單。 ②系統建立程序時需要為該程序重新配置設定系統資源， 建立線程則代價小很多 ，是以實作多任務并發時，多線程效率更高。 ③ Java語言本身内置多線程功能的支援 ，而不是單純的作為底層系統的排程方式，進而簡化了多線程程式設計。
多線程下載下傳： 可以了解為一個線程就是一個檔案的下載下傳通道， 多線程也就是同時開起好幾個下載下傳通道 。當伺服器提供下載下傳服務時，使用下載下傳者是共享寬帶的，在優先級相同的情況下，總伺服器會對總下載下傳線程進行平均配置設定。（線程多的話，下載下傳快；現流行的下載下傳軟體都支援多線程） 多線程是為了同步完成多項任務，不是為了提供程式運作效率，而是通過 提高資源使用效率來提高系統的效率 。（是以買電腦的時候，也應該看看CPU的線程數）
寬帶帶寬：是以為（bit）計算，而下載下傳速度是以位元組（Byte）計算，1位元組（Byte）等于8位（bit），是以1024kb/s是代表上網帶寬為1024千位（1M），而下載下傳速度需要1024千位/秒（1024kb/s）帶寬除以8，得出128千位元組/秒（128KB/s）。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 建立程序操作 【Java操作程序】 在Java代碼中如何去運作一個程序。（後面會講擷取程序中的資料(IO)）。 ①Runtime類的exec()方法 ②ProcessBuilder的start()方法 command參數包含程式及其參數的字元串數組。
//java中如何開啟一個程序：運作一個記事本程式
public class ProcessDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//方式1 使用 runtime類的exec方法
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
runtime.exec("notepad");
//方式2：processbuilder
ProcessBuilder pb= new ProcessBuilder("notepad");
pb.start();
}
} 【建立和啟動線程】（傳統有兩種方式） ①繼承Thread類 ②實作Runnable接口 線程類（java.lang.Thread）：Thread類和Thread的子類才能稱之為線程類。 别忘了主線程（main方法運作，表示主線程）。
①繼承Thread類： 步驟： 1.定義一個類A 繼承 于java.lang.Thread類 2.在A類中 覆寫 Thread類的run方法 3.在run方法中編寫需要執行的操作（run方法裡的代碼是 線程執行體 ） 4.在main方法（線程）中，建立線程對象，并啟動線程。 建立線程類的格式：A類 a=new A類(); 調用線程對象的start方法：a.start(); //啟動一個線程 注：千萬不要調用run方法，如果調用run方法等于是對象調用方法，依然還是隻有一個線程，并沒有開啟新的線程。
//播放音樂的線程類
class MusicTread extends java.lang.Thread{
public void run() {
for(int i = 0; i < 50; i++ )
{
System.out.println("播放音樂"+ i);
}
}
}
//方式1：繼承thread類
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
//運作遊戲
for(int i = 0; i < 50; i++ )
{
System.out.println("運作遊戲"+ i);
if(i == 10)
{
MusicTread mic = new MusicTread();
mic.start();//啟動線程，不能用run方法
}
}
}
} 步驟：②實作Runnable接口： 1.定義一個類A實作java.lang.Runnable接口， 注意A類不是線程類 2.在A類中覆寫Runnable接口中的run方法 3.在run方法中編寫需要執行的操作（run方法裡的代碼是 線程執行體 ） 4.在main方法（線程）中，建立線程對象，并啟動線程。 建立線程類對象：Thread t=new Thread(new A()); 調用線程對象的start方法：t.start(); //啟動一個線程 Thread構造器，需要Runnable對象/Runnable實作類的對象
class Game implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 50; i++) {
playgame();
}
}
private void playgame() {
System.out.println("playgame...");
}
}
public class ThreadCreate {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 通過實作runnable接口方式
Game gm = new Game();
Thread gmtd = new Thread(gm, "playgames,hh..");
gmtd.start();
System.out.println(gmtd.currentThread().getName());
}
} 注意：子線程一旦建立成功，擁有和主線程一樣的級别，主線程執行完成，子線程仍然可以繼續執行
runnable類 currentThread()傳回目前線程對象的引用
并行和并發 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 【繼承方式和實作方式的差別】 繼承方式： 1）Java中類是單繼承的，如果繼承了Thread，該類就不能再有其他的直接父類了。 2）從操作上分析，繼承方式更簡單，擷取線程名字也簡單（ 操作上 ，更簡單）。 3）從多線程共享同一個資源上分析， 繼承方式不能做到 。 實作方式： 1）Java中類可以實作接口，此時還可以繼承其他類，并且還可以實作其他接口（設計上更優雅）。 2）從操作上分析，實作方式稍微複雜點，擷取線程名字也比較複雜， 要使用Thread.currentThread() 來擷取目前線程的引用。 3）從多線程共享同一個資源上分析， 實作方式能做到（可以共享同一個資源 ）。
------------------------------------------------------ 【線程不安全的問題】 當多線程并發通路同一資源對象的時候，可能出現線程不安全的問題。 讓問題更明顯（并不是使用該方法之後才出現問題）：Thread.sleep(10); //目前線程睡10毫秒，使目前線程休息，讓其他線程去搶資源。經常用來模拟網絡延遲。 注：線上程的run方法上不能使用throws來聲明抛出異常，隻能在方法中使用try-catch來處理異常。 原因：子類覆寫父類方法的原則，子類不能抛出新的異常。在Runnable接口中的run方法，都沒有聲明抛出異常。
原子操作：不分割，必須保證同步進行。 1.先展示自己拿到受傷蘋果的編号。 2.在吃掉蘋果，意味着蘋果的總數少一個。
要解決上述多線程并發通路同一個資源的安全性問題： 解決方案： ①同步代碼塊 ②同步方法 ③鎖機制（Lock） ----------------------------------------------------------------
【同步代碼塊】 文法： synchronized (同步鎖) { 需要同步操作的代碼 } 【同步鎖】 為了保證每個線程都能正常執行原子操作，Java引入了線程同步機制。 同步監聽對象/同步鎖/同步監聽器/互斥鎖：對象的同步鎖隻是一個概念，可以想象為在對象上标記了一個鎖。 Java程式運作使用任何對象作為同步監聽對象，但是一般的，我們把目前并發通路的共同資源作為同步監聽對象（如：this，該對象屬于多線程共享的資源）。 注意：在任何時候，最多 允許一個線程擁有同步鎖 ，誰拿到鎖就進入代碼塊，其他線程隻能在外等着。
【同步方法】 使用synchronized修飾的方法。 對應的同步鎖：對于非static方法，同步鎖就是this；對于static方法，使用目前方法所在類的位元組碼對象。（Apple2.class) 不要使用synchronized修飾run方法 ，修飾之後，某一個線程就執行完了所有功能，好比是多個線程出現串行。解決辦法： 把需要同步執行代碼放在一個新方法中用synchronized修飾，在run中調用新方法即可。 -------------------------------------------------------------------------------------- 【synchronized】 好處：保證了多線程并發通路的同步操作，避免線程的安全性問題。 缺點：使用synchronized的方法/代碼塊的性能要低一些。
StringBuilder和StringBuffer的差別： StringBuilder：不安全、性能高（無synchronized修飾） StringBuffer：安全、性能低（有synchronized修飾） ArrayList和Vector的差別： ArrayList（無synchronized修飾） Vector（有synchronized修飾） HashMap和Hashtable的差別： ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 同步鎖(Lock): lock機制提供了比synchronized代碼塊和synchronized方法更為廣泛的鎖操作,同步代碼塊/同步方法具有的功能lock都有,除此之外更強大,更展現面向對象. 在JDK7 API中可以看到如下的說明：
public class SingletonDemo{
class Apple implements Runnable {
private int num = 50;//蘋果總數
private final Lock lock = new ReentrantLock();//建立一個鎖對象
public void run() {
for (int i=0;i<50;i++){
eat();
}
}
private void eat() {
//進入方法立馬加鎖
lock.lock();
try{
if(num>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"吃了的編号"+num);
Thread.sleep(100);
num--;
}
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
}