程序(program)是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码，静态对象。
进程(process)是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程。 ——生命周期
程序是静态的，进程是动态的 进程作为资源分配的单位， 系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域
线程(thread)，进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径。
若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的 线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc)，线程切换的开销小 一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间它们从同一堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。
并行与并发
并行： 多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事。
并发： 一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事。
使用多线程的优点
背景： 以单核CPU为例， 只使用单个线程先后完成多个任务（调用多个方 法），肯定比用多个线程来完成用的时间更短，为何仍需多线程呢？
提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验。提高计算机系统CPU的利用率改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和修改何时需要多线程
程序需要同时执行两个或多个任务。程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。需要一些后台运行的程序时。Java语言的JVM允许程序运行多个线程，它通过java.lang.Thread类来体现。
Thread类的特性:
每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的，经常把run()方法的主体称为线程体通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程，而非直接调用run()Thread构造器
Thread()： 创建新的Thread对象Thread(String threadname)： 创建线程并指定线程实例名Thread(Runnable target)： 指定创建线程的目标对象，它实现了Runnable接口中的run方法Thread(Runnable target, String name)： 创建新的Thread对象Thread类的有关方法:
void start(): 启动线程，并执行对象的run()方法run(): 线程在被调度时执行的操作String getName(): 返回线程的名称void setName(String name):设置该线程名称static Thread currentThread(): 返回当前线程。在Thread子类中就是this，通常用于主线程和Runnable实现类static void yield()： 线程让步暂停当前正在执行的线程，把执行机会让给优先级相同或更高的线程 若队列中没有同优先级的线程，忽略此方法
join() ： 当某个程序执行流中调用其他线程的 join() 方法时， 调用线程将被阻塞，直到 join() 方法加入的 join 线程执行完为止低优先级的线程也可以获得执行
static void sleep(long millis)： (指定时间:毫秒)令当前活动线程在指定时间段内放弃对CPU控制,使其他线程有机会被执行,时间到后重排队。 抛出InterruptedException异常
stop(): 强制线程生命期结束，不推荐使用boolean isAlive()： 返回boolean，判断线程是否还活着线程的优先级:
线程的优先级等级MAX_PRIORITY： 10 MIN _PRIORITY： 1 NORM_PRIORITY： 5
涉及的方法 getPriority()： 返回线程优先值 setPriority(int newPriority)： 改变线程的优先级说明步骤：
定义子类继承Thread类。子类中重写Thread类中的run方法。创建Thread子类对象，即创建了线程对象。调用线程对象start方法：启动线程，调用run方法。注意点：
如果自己手动调用run()方法，那么就只是普通方法，没有启动多线程模式。run()方法由JVM调用，什么时候调用，执行的过程控制都有操作系统的CPU调度决定。想要启动多线程，必须调用start方法。一个线程对象只能调用一次start()方法启动，如果重复调用了，则将抛出异常“IllegalThreadStateException”栗子：
public class ThreadTest1 extends Thread{ private static int ticket = 50; @Override public void run() { while(true){ if(ticket > 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + ticket); ticket--; }else{ break; } } } } class test{ public static void main(String[] args) { ThreadTest1 t1 = new ThreadTest1(); ThreadTest1 t2 = new ThreadTest1(); t1.setName("线程1"); t2.setName("线程2"); t1.start(); t2.start(); } }步骤：
定义子类，实现Runnable接口。子类中重写Runnable接口中的run方法。通过Thread类含参构造器创建线程对象。将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造器中。调用Thread类的start方法：开启线程， 调用Runnable子类接口的run方法。栗子：
public class ThreadTest2 implements Runnable{ private int ticket = 50; @Override public void run() { while(true){ if(ticket > 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + ticket); ticket--; }else{ break; } } } } class test2{ public static void main(String[] args) { ThreadTest2 tt = new ThreadTest2(); Thread t1 = new Thread(tt); Thread t2 = new Thread(tt); t1.setName("线程1"); t2.setName("线程2"); t1.start(); t2.start(); } }继承方式和实现方式的联系与区别： public class Thread extends Object implements Runnable
区别：
继承Thread：线程代码存放Thread子类run方法中。 实现Runnable：线程代码存在接口的子类的run方法。
实现方式的好处:
避免了单继承的局限性 多个线程可以共享同一个接口实现类的对象，非常适合多个相同线程来处理同一份资源。
与使用Runnable相比， Callable功能更强大些
相比run()方法，可以有返回值 方法可以抛出异常 支持泛型的返回值 需要借助FutureTask类，比如获取返回结果
Future接口:
可以对具体Runnable、 Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等。 FutrueTask是Futrue接口的唯一的实现类 FutureTask 同时实现了Runnable, Future接口。它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值
栗子
//1. 创建一个Callable接口的实现类 public class CallableTest 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() { int num = 0; for(int i = 1; i < 100; i++){ if(i % 2 == 0){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(i); num += i; } } return num; } } class Call{ public static void main(String[] args) { //3. 创建Callable接口实现类的对象 CallableTest newThread = new CallableTest(); //4. 将Callable接口实现类的对象传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask对象 FutureTask futureTask = new FutureTask(newThread); //5. 将FutureTask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() new Thread(futureTask).start(); try { //6. 获取Callable中call()方法的返回值 //get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值 Object sum = futureTask.get(); System.out.println("总和为：" + sum); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } }经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具
使用线程池的好处：
提高响应速度（减少了创建新线程的时间）降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）便于线程管理线程池相关API（JDK 5.0起提供了线程池相关API： ExecutorService 和 Executors）：
ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
void execute(Runnable command) ：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable Future submit(Callable task)：执行任务，有返回值，一般又来执行Callable void shutdown() ：关闭连接池
Executors：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池
Executors.newCachedThreadPool()：创建一个可根据需要创建新线程的线程池 Executors.newFixedThreadPool(n); 创建一个可重用固定线程数的线程池 Executors.newSingleThreadExecutor() ：创建一个只有一个线程的线程池 Executors.newScheduledThreadPool(n)：创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
栗子
class NumberThread implements Runnable{ @Override public void run() { for(int i = 1; i <= 100; i++){ System.out.println(i); } } } public class ThreadPoolTest { public static void main(String[] args) { //1. 使用Executors线程池工厂类（工具类）创建固定线程的线程池， ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10); //2. 提供指定的线程操作，需要提供实现Runnable或Callable接口的实现类对象 service.execute(new NumberThread());//executes()方法适用于Runnable接口的实现类 // service.submit();//submit()方法适用于Callable接口的实现类 //3. 关闭线程池 service.shutdown(); } }JDK中用Thread.State类定义了线程的几种状态
新建： 当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建状态就绪： 处于新建状态的线程被start()后，将进入线程队列等待CPU时间片，此时它已具备了运行的条件，只是没分配到CPU资源运行： 当就绪的线程被调度并获得CPU资源时,便进入运行状态， run()方法定义了线程的操作和功能阻塞： 在某种特殊情况下，被人为挂起或执行输入输出操作时，让出 CPU 并临时中止自己的执行，进入阻塞状态死亡： 线程完成了它的全部工作或线程被提前强制性地中止或出现异常导致结束多个线程执行的不确定性引起执行结果的不稳定 多个线程对账本的共享，会造成操作的不完整性，会破坏数据。
synchronized的锁是什么？
任意对象都可以作为同步锁。 所有对象都自动含有单一的锁（监视器）同步方法的锁：静态方法（类名.class） 、 非静态方法（this）同步代码块：自己指定， 很多时候也是指定为this或类名.class注意：
必须确保使用同一个资源的多个线程共用一把锁， 这个非常重要， 否则就无法保证共享资源的安全一个线程类中的所有静态方法共用同一把锁（类名.class） ， 所有非静态方法共用同一把锁（this） ， 同步代码块（指定需谨慎）释放锁的操作
当前线程的同步方法、同步代码块执行结束。当前线程在同步代码块、同步方法中遇到break、 return终止了该代码块、该方法的继续执行。当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或Exception， 导致异常结束。当前线程在同步代码块、同步方法中执行了线程对象的wait()方法，当前线程暂停，并释放锁。不会释放锁的操作
线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()方法暂停当前线程的执行线程执行同步代码块时，其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程挂起，该线程不会释放锁（同步监视器）。应尽量避免使用suspend()和resume()来控制线程
线程的死锁问题
死锁:
不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁 出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续
解决方法:
专门的算法、原则 尽量减少同步资源的定义 尽量避免嵌套同步
格式
synchronized(监视器对象){ //需要被同步的代码 }同步代码块在继承Thread类中的使用
public class SynchronizedTest1 extends Thread{ private static int ticket = 50;//多线程操作的公共资源 @Override public void run() {//重写Thread的run()方法 while(true){ synchronized (getClass()){//加锁 if(ticket > 0){ System.out.println(getName() + ":" + ticket); ticket--; }else{ break; } } } } } class SynTest1{ public static void main(String[] args) { SynchronizedTest1 t1 = new SynchronizedTest1(); SynchronizedTest1 t2 = new SynchronizedTest1(); t1.setName("线程1"); t2.setName("线程2"); t1.start(); t2.start(); }}
同步代码块在实现Runnable接口中的使用
public class SynchronizedTest3 implements Runnable { private int ticket = 50; @Override public void run() { while(true){ synchronized (this){ if(ticket > 0){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + ticket ); ticket--; }else{ break; } } } } } class SynTest3{ public static void main(String[] args) { SynchronizedTest3 syn3 = new SynchronizedTest3(); Thread t1 = new Thread(syn3); Thread t2 = new Thread(syn3); t1.setName("线程1"); t2.setName("线程2"); t1.start(); t2.start(); } }单例设计模式之懒汉式(线程安全)
public class Singleton2 { private Singleton2(){}//构造器私有化 private static Singleton2 singleton;//声明Singleton变量 public static Singleton2 getInstance(){ if(singleton == null){ synchronized (Singleton2.class){ if(singleton == null){ singleton = new Singleton2(); } } } return singleton; } } class Singletontest{ public static void main(String[] args) { Singleton2 single1 = Singleton2.getInstance(); Singleton2 single2 = Singleton2.getInstance(); System.out.println(single1 == single2); } }格式
public synchronized void show(){ //需要被同步的代码 }同步方法在继承Thread类中的使用
public class SynchronizedTest4 extends Thread{ private static int ticket = 50;//多线程的公共资源 @Override public void run() {//重写Thread的run()方法 while(true){ show();//调用同步方法 } } private static synchronized void show(){//同步方法 if(ticket > 0){ try { sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + ticket ); ticket--; } } } class SynTest4{//包含main方法的测试类 public static void main(String[] args) { SynchronizedTest4 t1 = new SynchronizedTest4(); SynchronizedTest4 t2 = new SynchronizedTest4(); t1.setName("线程1"); t2.setName("线程2"); t1.start(); t2.start(); } }同步方法在实现Runnable接口中的使用
public class SynchronizedTest2 implements Runnable{ private int ticket = 50;//多线程操作的公共资源 @Override public void run() {//实现Runnable接口的run()方法 while(ticket > 0){//？ show();//调用同步方法 } } private synchronized void show(){//同步方法 if(ticket > 0){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + ticket); ticket--; } } } class SynTest2{//包含main方法的测试类 public static void main(String[] args) { SynchronizedTest2 syn2 = new SynchronizedTest2(); Thread t1 = new Thread(syn2); Thread t2 = new Thread(syn2); t1.setName("线程1"); t2.setName("线程2"); t1.start(); t2.start(); } }从JDK 5.0开始， Java提供了更强大的线程同步机制——通过显式定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当。
java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。 锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象。
ReentrantLock 类实现了 Lock ，它拥有与 synchronized 相同的并发性和内存语义， 在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock， 可以显式加锁、释放锁。
格式：
class A{ private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public static test(){ lock.lock(); try{ //保证线程安全的代码块 }finally{ lock.unlock();//如果代码块有异常，需要将unlock写进finally中 } } }栗子：
public class LockTest extends Thread{ public static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); private static int ticket = 50; @Override public void run(){ while(true){ try { //调用锁定方法 lock() lock.lock(); if(ticket > 0){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(getName() + ":" + ticket--); }else{ break; } }finally{ //必须放在finally中，保证在上行break;之前关闭所，不然程序无法结束 //调用解锁方法unlock() lock.unlock(); } } } public static void main(String[] args) {//包含main方法的测试类 LockTest t1 = new LockTest(); LockTest t2 = new LockTest(); t1.setName("线程1"); t2.setName("线程2"); t1.start(); t2.start(); } }synchronized 与 Lock 的对比
Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁）， synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放Lock只有代码块锁， synchronized有代码块锁和方法锁使用Lock锁， JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）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）
wait()：令当前线程挂起并放弃CPU、 同步资源并等待， 使别的线程可访问并修改共享资源，而当前线程排队等候其他线程调用notify()或notifyAll()方法唤醒，唤醒后等待重新获得对监视器的所有权后才能继续执行。
在当前线程中调用方法： 对象名.wait() 使当前线程进入等待（某对象）状态 ，直到另一线程对该对象发出 notify(或notifyAll) 为止 调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁） 调用此方法后，当前线程将释放对象监控权 ，然后进入等待 在当前线程被notify后，要重新获得监控权，然后从断点处继续代码的执行。
notify()：唤醒正在排队等待同步资源的线程中优先级最高者结束等待
在当前线程中调用方法： 对象名.notify() 功能：唤醒等待该对象监控权的一个线程。 调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）
notifyAll ()：唤醒正在排队等待资源的所有线程结束等待.
在当前线程中调用方法： 对象名.notifyAll() 功能：唤醒等待该对象监控权的所有线程。 调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）
这三个方法只有在synchronized方法或synchronized代码块中才能使用，否则会报java.lang.IllegalMonitorStateException异常
因为这三个方法必须有锁对象调用，而任意对象都可以作为synchronized的同步锁，因此这三个方法只能在Object类中声明
经典例题1：生产者/消费者问题
生产者(Productor)将产品交给店员(Clerk)，而消费者(Customer)从店员处取走产品，店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20），如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。
解答：
//店员，用于存储生产者和消费者的公共资源，并添加线程锁，同时只能有一个人操控，在商品数量满足一个条件是时负责唤醒另一个线程 //修改了一下模式：产品数量>=20唤醒消费者，产品数量<=0唤醒生产线 class Clerk{ private int count; //生产产品的同步方法 public synchronized void addProduct(){ if(count >= 20){ notify();//唤醒其他线程（有锁才能唤醒其他线程） try { wait();//当前线程暂停，并释放锁 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } count++; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "生产了1个，剩余：" + count); } //消费产品的同步方法 public synchronized void getProduct(){ if(count <= 0){ notify();//唤醒其他线程（有锁才能唤醒其他线程） try { wait();//当前线程暂停，并释放锁 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } count--; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费了1个，剩余" + count); } } class Producter implements Runnable{//生产者 Clerk clerk; public Producter(Clerk clerk){ this.clerk = clerk; } @Override public void run() {//重写Runnable接口的run()方法 System.out.println("生产者开始生产产品..."); while(true){//开始重复生产产品 try { Thread.sleep(50); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } clerk.addProduct(); } } } class Customer implements Runnable{//消费者 Clerk clerk; public Customer(Clerk clerk){ this.clerk = clerk; } @Override public void run() {//重写Runnable接口的run()方法 System.out.println("消费者开始消费产品..."); while(true){//开始重复消耗产品 try { Thread.sleep(1000); }catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } clerk.getProduct(); } } } public class ConsumeAndProduce {//包含main方法的测试类 public static void main(String[] args) { Clerk c = new Clerk();//创建店员 Producter producter = new Producter(c);//创建生产者p1 Customer customer = new Customer(c);//创建消费者c1，消费者与生产者共用一个店员（存储公共资源） Thread producterThread = new Thread(producter); Thread customerThread = new Thread(customer); producterThread.setName("生产者-1号线"); customerThread.setName("消费者-李先生"); producterThread.start(); customerThread.start(); } }