有缘之人可以逆转时光回到过去|
收藏闪存小组博问

小钰大猪崽

园龄：2年10个月粉丝：0关注：1

Java—多线程

🍒线程简介

🍒多任务

现实中太多这样同时做多件事情的例子了，看起来是多个任务都在做，其实本质上我们的大脑在同一时间依旧只做了一件事情。

🍒多线程

原来是一条路，慢慢因为车太多了，道路阻塞，效率极低。为了提高使用的效率，能够充分利用道路，于是加了多个车道。从此，妈妈再也不用担心道路阻塞了

🍒程序.进程.线程

🍒Process与Thread

  • 说起进程,就不得不说下程序。程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。
  • 而进程则是执行程序的依次执行过程，它是一个动态的概念。是系统资源分配的单位。
  • 通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义。线程是CPU调度和执行的单位。

注意：
很多多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个cpu，即多核，如服务器。如果是模拟出来的多线程，即在一个cpu的情况下，在同一个时间点，cpu只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错局。

🍒核心概念

  • 线程就是独立的执行路径
  • 在程序运行时,即使没有自己创建线程,后台也会有多个线程,比如主线程,GC线程
  • main()称之为主线程,为系统的入口,用于执行整个程序
  • 在一个进程中,如果开辟了多个线程,线程的运行是由调度器（cpu）安排调度的,调度器是与操作系统紧密相关的,先后顺序是不能人为干预的
  • 对同一份资源操作时mm会存在资源抢夺的问题,需要加入并发控制
  • 线程会带来额外的开销,如CPU调度时间,并发控制开销
  • 每个线程在自己的工作内存交互,内存控制不当会造成数据不一致

🍍线程实现

🍍线程创建（三种方法）

  • 继承Thread类（重点）
  • 实现Runnable接口（重点）
  • 实现Callable接口（了解）

继承Thread类（重点）

  1. 自定义线程类继承Thread类
  2. 重写run()方法，编写线程执行体
  3. 创建线程对象，调用start()方法启动线程
public class CreateThread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码----" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程，上线程
        //创建一个线程对象
        CreateThread1 testThread = new CreateThread1();
        //调用start（）开启线程
        testThread.start();
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程----" + i);
        }
    }
}

总结：线程不一定立即执行，CPU安排调度

案例：网页下载图片

/**
 * 练习Thread,实现多线程同步下载图片
 */
public class DownloaderImgCase extends Thread {
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//报错扥文件名

    //有参构造
    public DownloaderImgCase(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url, name);
        System.out.println("下载了文件名为:" + name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        DownloaderImgCase t = new DownloaderImgCase("https://img-home.csdnimg.cn/images/20201124032511.png", "1.png");
        DownloaderImgCase t1 = new DownloaderImgCase("https://img-home.csdnimg.cn/images/20201124032511.png", "2.png");
        DownloaderImgCase t2 = new DownloaderImgCase("https://img-home.csdnimg.cn/images/20201124032511.png", "3.png");
        t.start();
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

//下载器
class WebDownloader {
    //下载方法
    public void downloader(String url, String name) {
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题");
        }
    }
}

实现Runnable接口

  1. 自定义线程类实现Runnable接口
  2. 实现run()方法,编写线程执行体
  3. 创建线程对象,调用start()方法启动对象
public class CreateRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码----" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建runnable接口的实现类对象
        CreateRunnable testThread = new CreateRunnable();
        //创建线程对象,通过线程对象来开启我们的线程,代理
        Thread thread = new Thread(testThread);
        //调用start（）开启线程
        thread.start();

        //new Thread(testThread).start();
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程----" + i);
        }
    }
}

总结：推荐使用Runnable对象,因为Java单继承的局限性

案例1：火车票

/**
 * 多个线程同时操作同一个对象  买火车票案例
 */
//发现问题:多个线程操作同一个资源的情况下,线程不安全,数据紊乱
public class TrainTicketsCase implements Runnable {

    //票数
    private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (ticketNums <= 0) {
                break;
            }
            //捕获异常
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->拿到了第" + ticketNums-- + "张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TrainTicketsCase ticket = new TrainTicketsCase();
        new Thread(ticket, "小红").start();
        new Thread(ticket, "老师").start();
        new Thread(ticket, "黄牛1").start();
        new Thread(ticket, "黄牛2").start();
    }
}

案例2：龟兔赛跑

/**
 * 模拟龟兔赛跑
 */
public class RaceCase implements Runnable {
    //胜利者
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            //模拟兔子休息
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i % 10 == 0) {
                try {
                    Thread.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            //如果比赛结束,停止程序
            if (flag) {
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->跑了" + i + "步");
        }
    }

    //判断是否完成
    private boolean gameOver(int steps) {
        if (winner != null) {
            return true;
        } else {
            if (steps >= 100) {
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is " + winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo5_RaceCase race = new Demo5_RaceCase();
        new Thread(race, "兔子").start();
        new Thread(race, "乌龟").start();
    }
}

实现Callable接口（了解）

  1. 实现Callable接口，需要返回值类型
  2. 重写call方法，需要抛出异常
  3. 创建目标对象
  4. 创建执行服务：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
  5. 提交执行：Future result1 = ser.submit(11);
  6. 获取结果：boolean r1 = result1.get()
  7. 关闭服务：ser.shutdownNow();
/**
 * 实现Callable接口
 */
public class CreateCallable implements Callable<Boolean> {

    private String url;//网络图片地址
    private String name;//报错扥文件名

    //有参构造
    public CreateCallable(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片线程的执行体
    public Boolean call() throws Exception {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url, name);
        System.out.println("下载了文件名为:" + name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CreateCallable c = new CreateCallable("https://img-home.csdnimg.cn/images/20201124032511.png", "1.png");
        CreateCallable c1 = new CreateCallable("https://img-home.csdnimg.cn/images/20201124032511.png", "2.png");
        CreateCallable c2 = new CreateCallable("https://img-home.csdnimg.cn/images/20201124032511.png", "3.png");
        //创建执行服务
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
        //提交执行
        Future<Boolean> r = ser.submit(c);
        Future<Boolean> r1 = ser.submit(c1);
        Future<Boolean> r2 = ser.submit(c2);
        //获取结果
        boolean res = r.get();
        boolean res1 = r1.get();
        boolean res2 = r2.get();
        //关闭服务
        ser.shutdownNow();
    }
}
//class WebDownloader在前面下载图片已经定义了，这里就不用再次写，直接使用就好

好处:

可以定义返回值

可以抛出异常

Thread和Runnable对比
继承Thred类:

  • 子类继承Thread类具备多线程能力
  • 启动线程:子类对象.start()
  • 不建议使用:避免OOP单继承局限性

实现Runnable接口

  • 实现接口Runnable具有多线程能力
  • 启动线程:传入目标对象+Thread对象.start()
  • 推荐使用:避免单继承局限性,灵活方便,方便同一个对象被多个线程使用

🍍静态代理

案例：婚庆公司代理我结婚

/**
 * 静态代理:结婚案例
 */
public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("----------我结婚");
        You you = new You();
        you.happyMarry();
        System.out.println("----------婚庆公司静态代理我结婚");
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
        weddingCompany.happyMarry();
    }
}

//结婚
interface Marry {
    void happyMarry();
}

//真实角色:你去结婚
class You implements Marry {
    @Override
    public void happyMarry() {
        System.out.println("doris要结婚了,超开心");
    }
}

//代理角色:帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry {
    private Marry target;//代理-->真实目标角色角色,帮谁结婚

    public WeddingCompany(Marry target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void happyMarry() {
        after();
        this.target.happyMarry();
        before();
    }

    private void before() {
        System.out.println("结婚之前,布置现场");
    }
    
    private void after() {
        System.out.println("结婚之后,收尾款");
    }
}

🍍Lamda表达式

  • λ 希腊字母表中排序第十一位的字母，英语名称为 Lamda
  • 避免匿名内部类定义过多
  • 其实质属于函数式编程的概念
  • 去掉了一堆没有意义的代码,只留下核心逻辑
(params)-> expression[表达式]
(params) -> statement[语句]
[(params)-> {statements}

格式

new Thread (()->System.out.println("输出语句")).start();

对于函数式接口,我们可以通过Lamda表达式来创建该接口的对象

//1.定义一个函数式接口
interface ILike{
    void like();
}
//6.用lambda简化，-->函数式接口
like = ()->{
System.out.println("i like lambda5");
};

Lamda表达式使用对比

public class TestLamda1 {
    //静态内部类
    static class Like2 implements Ilike{
        @Override
        public void lamda() {
            System.out.println("I like Lamda2");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //1常规创建实例，输出接口的方法
        Ilike like = new Like1();
        like.lamda();

        //2使用静态内部类
        like = new Like2();
        like.lamda();

        //3使用方法中的局部内部类
        //局部内部类
        class Like3 implements Ilike{
            @Override
            public void lamda() {
                System.out.println("I like Lamda3");
            }
        }
        like = new Like3();
        like.lamda();

        //4使用匿名内部类，直接new接口，自己写实现类
        like = new Ilike() {
            @Override
            public void lamda() {
                System.out.println("I like Lamda4");
            }
        };
        like.lamda();

        //5使用lamda表达式
        like = ()-> System.out.println("I like Lamda5");
        like.lamda();
    }
}

//定义Ilike接口
interface Ilike {
    public void lamda();
}

//Ilike接口的实现类
class Like1 implements Ilike{
    @Override
    public void lamda() {
        System.out.println("I like Lamda1");
    }
}

lamda三种格式使用

public class TestLamda2 {


    public static void main(String[] args) {
        //lamda简化表示
        Ilove ilove = (String a)->{
            System.out.println("i love you "+a);
        };
        ilove.love("Java1");

        //lamda参数简化
        ilove = (a)->{
            System.out.println("i love you "+a);
        };
        ilove.love("Java2");

        //lamda简化花括号
        ilove = a -> {
            System.out.println("i love you "+a);
        };
        ilove.love("Java3");
    }
}

interface Ilove{
    void love(String a);
}

class love implements Ilove{
    @Override
    public void love(String a) {
        System.out.println("I love "+a);
    }

🍈线程状态

🍈线程五大状态：

  • 创建状态
  • 就绪状态
  • 运行状态
  • 阻塞状态
  • 死亡状态

🍈线程方法

停止线程

线程休眠

  • sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒数；
  • sleep时间到达后线程就进入就绪状态；
  • sleep存在异常InterruptedException；
  • sleep可以模拟网络延时，倒计时等。（故意设置延时收优化钱💴，不道德，比如某盘）
  • 每一个对象都有一个锁🔒，sleep不会释放锁。

案例1：抢票(网络延迟)

/**
 * 模拟网络延迟:放大问题的发生性
 */
public class SleepThread implements Runnable {

    //票数
    private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (ticketNums <= 0) {
                break;
            }
            //捕获异常
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->拿到了第" + ticketNums-- + "张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo4_TrainTicketsCase ticket = new Demo4_TrainTicketsCase();
        new Thread(ticket, "小红").start();
        new Thread(ticket, "老师").start();
        new Thread(ticket, "黄牛").start();
    }
}

案例2：倒计时速度

/**
 * 模拟倒计时
 */
public class SleepThread2 {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            tenDown();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //模拟倒计时
    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;//10秒
        while (true) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num <= 0) {
                break;
            }
        }
    }
}

案例3：打印当前时间

/**
 * 每一秒获取当前时间
 */
public class SleepThread3 {

    public static void main(String[] args) {
        //获取系统当前时间
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                //更新系统时间
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime = new Date(System.currentTimeMillis());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

线程礼让

  • 礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞
  • 将线程从运行状态转化为就绪状态
  • 让CPU重新调度，但礼让不一定成功，看CPU心情
/**
 * 测试礼让线程
 * 礼让不一定成功,看cpu心情
 */
public class YieldThread {
    public static void main(String[] args) {
        MyYeild myYeild = new MyYeild();
        new Thread(myYeild, "a").start();
        new Thread(myYeild, "b").start();
    }
}

class MyYeild implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始执行");
        Thread.yield();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程停止执行");
    }
}

线程插队

  • Join合并线程，待线程执行完成后，在执行其他线程，其他线程堵塞
/**
 * 测试join
 * 插队
 */
public class JoinThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            System.out.println("线程vip" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //启动我们的线程
        JoinThread joinThread = new JoinThread();
        Thread thread = new Thread(joinThread);
        thread.start();

        //主线程
        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            if (i == 200) {
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("main" + i);
        }
    }
}

观测线程状态

Thread.State
线程状态。 线程可以处于以下状态之一：

  • NEW 尚未启动的线程处于此状态。
  • RUNNABLE 在Java虚拟机中执行的线程处于此状态。
  • BLOCKED被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态。
  • WAITING 正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态。
  • TIMED_WAITING 正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态。
  • TERMINATED已退出的线程处于此状态。
  • 一个线程可以在给定时间点处于一个状态。 这些状态是不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态。
//观察测试线程状态
public class TestState {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("///");
        });

        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state); //NEW

        thread.start(); //启动 Run()方法
        state = thread.getState();
        System.out.println(state); //RUNNABLE

        //只要线程不终止
        while (state != Thread.State.TERMINATED){
            Thread.sleep(1000);
            state = thread.getState(); //每隔1s,打印一次线程状态
            System.out.println(state);
        }

        //thread.start();死亡之后的线程不能再次启动，报错
    }

}

线程优先级

守护线程

  • 线程分为用户线程和守护线程(daemon)
  • 虚拟机必须确保用户线程执行完毕
  • 虚拟机不用等待守护线程执行完毕
  • 如，后台记录操作日志，监控内存，垃圾回收等待…
//测试守护线程 daemon
public class TestDaemon {

    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        You you = new You();

        //上帝是守护线程，用户线程结束自己也结束
        Thread thread = new Thread(god); 
        thread.setDaemon(true); //设置为守护线程 默认是false(表示用户线程)
        
        thread.start(); //守护线程启动

        new Thread(you).start(); //用户线程启动
    }

}

class God implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝保佑着你");
        }
    }
}

class You implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("你度过了开心的第"+i+"天");
        }
        System.out.println("-==goodbye,world!==-");
    }
}

🍋线程同步

  • 并发：同一对象被多个线程同时操作（抢票）
  • 线程同步是一个等待机制，多个需要同时访问次对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前一个线程使用完毕，下一个线程才能使用。

🍋解决并发同步问题

不同步案例

案例1：火车票

//不安全买票
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();
        new Thread(buyTicket, "张三").start();
        new Thread(buyTicket, "李四").start();
        new Thread(buyTicket, "王五").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable {
    //票
    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag) {
            try {
                buy();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    //买票
    private void buy() {
        //判断是否有票
        if (ticketNums <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        //延迟
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticketNums--);
    }
}

案例2：银行取钱

/**
 * 不安全的取钱
 */
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(100, "结婚基金");
        Drawing you = new Drawing(account, 50, "我");
        Drawing girlfriend = new Drawing(account, 100, "女朋友");
        you.start();
        girlfriend.start();
    }
}

//账户
class Account {
    int money;//余额
    String cardName;//卡名

    public Account(int money, String cardName) {
        this.money = money;
        this.cardName = cardName;
    }
}

//银行:模拟取款
class Drawing extends Thread {
    Account account;//账户
    int drawingMoney;//取金额
    int nowMoney;//你手里的钱

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //判断是否有钱
        if (account.money - drawingMoney < 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "余额不足,不能进行取钱");
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);//放大问题的发生性
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //卡内金额 = 余额-你的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
        System.out.println(account.cardName + "余额为:" + account.money);
        //this.getName()==Thread.currentThread().getName()
        System.out.println(this.getName() + "手里的钱:" + nowMoney);
    }
}

案例3：集合不同步

//线程不安全的集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

解决不同步

案例1

//安全买票
public class SafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket1 buyTicket = new BuyTicket1();
        new Thread(buyTicket, "张三").start();
        new Thread(buyTicket, "李四").start();
        new Thread(buyTicket, "王五").start();
    }
}

class BuyTicket1 implements Runnable {
    //票
    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag) {
                buy();
            try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //synchronized 同步方法,锁的是this
    private synchronized void buy() {
        //判断是否有票
        if (ticketNums <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        //延迟
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticketNums--);
    }
}

案例2：

/**
 * 不安全的取钱
 */
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(100, "结婚基金");
        Drawing you = new Drawing(account, 50, "我");
        Drawing girlfriend = new Drawing(account, 100, "女朋友");
        you.start();
        girlfriend.start();
    }
}

//账户
class Account {
    int money;//余额
    String cardName;//卡名

    public Account(int money, String cardName) {
        this.money = money;
        this.cardName = cardName;
    }
}

//银行:模拟取款
class Drawing extends Thread {
    Account account;//账户
    int drawingMoney;//取金额
    int nowMoney;//你手里的钱

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        synchronized(account){
        //判断是否有钱
        if (account.money - drawingMoney < 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "余额不足,不能进行取钱");
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);//放大问题的发生性
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //卡内金额 = 余额-你的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
        System.out.println(account.cardName + "余额为:" + account.money);
        //this.getName()==Thread.currentThread().getName()
        System.out.println(this.getName() + "手里的钱:" + nowMoney);
        }
    }
}

案例3：

//测试JUC安全类型的集合
public class ThreadJuc {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() -> {
                synchronized(list){
                	list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

总结

  • 弊端：方法里需要修改的内容才需要锁，只读可以不用锁，锁太多会浪费资源。

🍋死锁

多个线程各自占用一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或多个线程都在等待对方资源释放，都停止的情形。某一个同步块同时拥有两个以上对象的锁时，就可能会死锁。

案例：化妆品交换

//死锁：多线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0, "灰姑娘");
        Makeup g2 = new Makeup(1, "白雪公主");

        g1.start();
        g2.start();
    }
}

//口红
class Lipstick{
}

//镜子
class Mirror{
}

class Makeup extends Thread{
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice;//几种选择
    String girlName; //使用者

    public Makeup(int choice, String girlName) {
        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }

    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        //选择1
        if(choice==0){
            synchronized (lipstick){ //获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (mirror){ //一分钟后想拿镜子
                    System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                }
            }
        }   //选择2
        else {
            synchronized (mirror){ //获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
                synchronized (lipstick){ //一分钟后想拿口红
                    System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                }
            }

        }
    }
}

🍋Lock锁

  • 从JDK5.0开始，Java提供了更强大的同步线程机制——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。
  • Lock接口是控制躲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加锁，线程开始访问资源前必须先获得Lock对象。
  • ReentrantLock(可重入锁)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。

案例：车票

//测试Lock锁
public class ThreadLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock testLock = new TestLock();
        new Thread(testLock).start();
        new Thread(testLock).start();
        new Thread(testLock).start();
    }
}

class TestLock implements Runnable {
    int tickerNums = 10;
    //定义Lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //加锁
            try {
                lock.lock();
                if (tickerNums <= 0) {
                    break;
                }
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(tickerNums--);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                //解锁
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

🍐线程通信

🍐生产者和消费者问题

  • 这是一个线程同步问题，生产这与消费者共享同一个资源，他们之间相互依赖，互为条件。
  • 对于生产者，没有生产产品之前，要通知消费者等待，而生产了产品之后，又要马上通知消费者消费。
  • 对于消费者，消费之后，要通知生产者生产新的产品。

🍐生产者和消费者问题解决办法

  • 远程法
  • 信号灯法

远程法

//通信
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container = new SynContainer();

        new Productor(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}

//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContainer container;

    public Productor(SynContainer container){
        this.container = container;
    }

    //生产方法
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Produce(i));
            System.out.println("生产了 "+i+"只鸡");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer container;

    public Consumer(SynContainer container){
        this.container = container;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了-->"+container.pop().id+"只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Produce{
    int id;//产品编号

    public Produce(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer{
    //需要一个容器大小
    Produce[] produces = new Produce[10];

    //容器计数器
    int count = 0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Produce produce){
        //如果容器满了，就需要等待消费
        if (count == produces.length){
            //通知消费者消费，生成者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果没有满，我们就需要丢产品
        produces[count] = produce;
        count++;

        //通知消费者消费
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized Produce pop(){
        //判断能否消费
        if (count == 0) {
            //等待生产者消费，消费者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费，产品减少
        count--;
        Produce produce = produces[count];

        //吃完了，通知生产者生产
        this.notifyAll();
        //消费完了，通知生产者
        return produce;
    }
}

信号灯法

/**
 * 测试:生产者消费者模型-->利用缓冲区解决:管程法
 */
public class ThreadPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer synContainer = new SynContainer();
        new Producer(synContainer).start();
        new Consumer(synContainer).start();
    }
}

//生产者
class Producer extends Thread {
    //容缓冲区
    SynContainer container;

    public Producer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Product(i));
            System.out.println("生产了" + i + "件产品");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread {
    //容缓冲区
    SynContainer container;

    public Consumer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了-->" + container.pop().id + "件产品");
        }
    }
}

//产品
class Product {
    int id;//产品编号

    public Product(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer {
    //需要一个容器大小
    Product[] products = new Product[10];
    //容器计数器
    int count = 0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Product product) {
        //如果容器满了,需要等待消费者消费
        /*如果是if的话，假如消费者1消费了最后一个，这是index变成0此时释放锁被消费者2拿到而不是生产者拿到，这时消费者的wait是在if里所以它就直接去消费index-1下标越界，如果是while就会再去判断一下index得值是不是变成0了*/
        while (count == products.length) {
            //通知消费者消费,等待生产
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果没有满,需要丢入产品
        products[count] = product;
        count++;
        //通知消费者消费
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized Product pop() {
        //判断是否能消费
        while (count <= 0) {
            //等待生产者生产
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费
        count--;
        Product product = products[count];
        //吃完了 通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return product;
    }
}

🍐线程池

背景：经常销毁、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。
思路：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。
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，不用每次都创建）
  • 便于线程管理
  • corePoolSize (核心池大小)
  • maximumPoolSize (最大线程数)
  • keepAliveTime (当线程没有任务，保持多长时间终止)

实现：

//测试线程池
public class ThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建服务,擦行间线程池
        // newFixedThreadPool(线程池大小)
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //执行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        //关闭连接
        service.shutdown();
    }
}

class MyThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}
posted @   小钰大猪崽  阅读(3)  评论(0)  编辑  收藏  举报
点击右上角即可分享
微信分享提示
评论
收藏
关注
推荐
深色
回顶
收起
  1. 1 FSF REOL
FSF - REOL
00:00 / 00:00
An audio error has occurred.