Java—進程與進程

• 進程與線程

　　進程是程式（任務）的執行過程，具有動態性；持有資源（共用記憶體、共用文件）和線程，是資源和線程的載體。

　　線程是系統中最小的執行單元，同一進程中有多個線程，線程共用進程的資源。

　　線程的交互，交互的方式包括互斥與同步。

•  線程的常用方法

　　java對線程的支持主要體現在類Thread和介面Runnable，它們都繼承java.lang包，有一個共同的方法run()

• 線程停止錯誤的方法：stop()、interrupt()
• 線程停止的正確方法

public class ArmyRunnable implements Runnable {
    //volatile保證了線程可以正確讀取其他線程寫入的值
    volatile boolean keepRunning = true;
    @Override
    public void run() {
        while(keepRunning) {
            //發動五連擊
            for (int i = 0; i < 5 ; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "進攻對方[" + i + "]");
            }
            //暫停
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "結束了戰鬥");
    }
}

•  爭用條件

　　當多個線程同時共用訪問同一數據（記憶體區域）時，每個線程都嘗試操作該數據，從而導致數據被破壞（corrupted），這種現象稱為爭用條件。

• 線程的交互：互斥與同步

　　互斥：在同一時間，只能有一條線程去對我們的關鍵數據或臨界區進行操作。

　　互斥的實現：sysnchronized(intrinsic lock)，sysnchronized相當於給代碼加上一把鎖，使其他線程不能進入這個關鍵區域訪問我們的關鍵資源。

　　同步：是線程之間的一種通信機制， 由於一條線程的某些條件不具備，使得其他線程處於某種等待的狀態，之後由於條件具備了，一條線程會用某種方式喚醒其他的線程。

　　同步的實現：wait()/notify()/notifyAll()--Object對象的成員方法

　　wait set 是線程的休息室

public void transfer(int from, int to, double amount) {
        //通過synchronized 關鍵字來實現互斥，synchronized既可以出現在方法之上，也能以塊的形式出現在方法體之中
        //通過對lockObj加鎖實現互斥
        //加鎖操作是有開銷的，多次加鎖操作會降低系統的性能
        synchronized (lockObj) {//while迴圈，保證條件不滿足時任務都會被條件阻擋，而不是繼續競爭CPU資源
            while (energyBoxes[from] < amount) {
                try {
                    //條件不滿足，將當前線程放入鎖對象（lockObj）上的wait set
                    //wait set 是線程的休息室
                    lockObj.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            energyBoxes[from] -= amount;
            System.out.printf("從%d轉移%10.2f單位能量到%d", from, amount, to);
            energyBoxes[to] += amount;
            System.out.printf("能量總和：%10.2f%n",getTotalEnergies());
            
            //喚醒所有在lockObj對象上等待的線程
            lockObj.notifyAll();
        }
        
    }

• 擴展

　　Java Memory Mode

　　Locks & Condition

　　線程安全性： 原子性與可見性 ...

　　多線程編程常用的交互模型

　　Java5中併發編程工具

• 參考書

　　core java

　　Java concurrency in practice