2022-08-03 第六小组张宁杰多线程（2）

知识点

锁

1.synchronized多线程并发编程。重量级锁，JDK1.6对synchronized进行了优化
为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗引入的偏向锁和轻量级锁
synchronized有三种方式来加锁，分别是：
（1）修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁
（2）静态方法，作用于当前类对象加锁，进入同步代码前要获得的当前类对象的锁
（3）代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码块之前要获得给定对象的锁
1.实例方法：调用该方法的实例
2.静态方法：类对象
3.this：调用该方法的实例对象
4.类对象：类对象

public static void main(String[] args) {
        // 同步代码块
        // 创建一个对象
        // 类对象
        // 当前实例this
        // 同步监视器
     synchronized (Ch01.class) {
            int a = 1;
        }
    }

操作共享数据的代码

共享数据：多个线程共同操作的变量，都可以充当锁
当使用同步方法是，synchronized锁的东西是this（默认的）
关于同步方法：1.同步方法依然涉及到同步锁对象，不需要我们写出来
2.非静态同步方法，同步锁就是this
3.静态的同步方法，同步监视器就是类本身
同步代码块：1.选好同步监视器（锁）推荐使用类对象，第三方对象，this
2.在实现接口创建的线程类中，同步代码块不可以用this来充当同步锁
同步的方式：解决线程安全的问题，操作同步代码时，只有一个线程能够参加，其他线程等待，相当于一个单线程的过程，效率低
synchronized只针对于当前JVM可以解决线程安全的问题，不可以跨JVM解决问题

class Window implements Runnable {

    private static int ticket = 100;

    private String name;

    private static Object obj = new Object();

    public Window(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
//        sell();
        synchronized (Window.class) {
            while(true) {
                if(ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                    System.out.println(name + "卖票，剩余：" + ticket-- + "张！");
                }else {
                    break;
                }
            }
        }
    }

    private synchronized void sell() {
        while(true) {
            if(ticket > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                System.out.println(name + "卖票，剩余：" + ticket-- + "张！");
            }else {
                break;
            }
        }
    }
}

public class Ch02 {

    public static void main(String[] args) {
//        Window w1 = new Window("窗口一");
//        Window w2 = new Window("窗口二");

        Thread t1 = new Thread(new Window("窗口一"));
        Thread t2 = new Thread(new Window("窗口二"));
//        Thread t1 = new Thread(w);
//        Thread t2 = new Thread(w);

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

案例：窗口卖票问题

class Window3 extends Thread {
    private static int ticket = 100;

    private String name;

    public Window3(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        sell();
    }

    private synchronized void sell() {
        while(true) {
            if(ticket > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                System.out.println(name + "卖票，剩余：" + ticket-- + "张！");
            }else {
                break;
            }
        }
    }
}
public class Ch03 {

    public static void main(String[] args) {
        Window3 w1 = new Window3("窗口一");
        Window3 w2 = new Window3("窗口二");


        w1.start();
        w2.start();
    }
}

死锁

多个线程同时被阻塞，他们中的一个或者全部都在等待某个资源的释放，由于线程无限期的阻塞，程序就不可以终止
Java死锁产生四个必要条件
1、互斥使用，当资源被一个线程使用（占用），别的线程不能使用
2、不可抢占，请求者不能强制从占有者中抢夺资源，资源只能从占有者手动释放
3、请求和保持
4、循环等待，存在一个等待队列。P1占有P2资源，P2占有了P3的资源，P3占有P1的资源，形成了一个等待环路。

class LockA implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(new Date().toString() + "LockA开始执行...");
        try {
            while (true) {
                synchronized (Ch04.obj1) {
                    System.out.println(new Date().toString() + "LockA锁住了obj1");

                    Thread.sleep(8000);
                }
                synchronized (Ch04.obj2) {
                    System.out.println(new Date().toString() + "LockA锁住了obj2");
                    Thread.sleep(70*1000);
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
    class LockB implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            System.out.println(new Date().toString() + "LockB开始执行...");
            try {
                while (true) {
                    synchronized (Ch04.obj2) {
                        System.out.println(new Date().toString() + "LockB锁住了obj2");
                        Thread.sleep(6000); //3s
                    }
                    synchronized (Ch04.obj1) {
                        System.out.println(new Date().toString() + "LockB锁住了obj1");
                        Thread.sleep(100*1000); // 1min
                    }
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public class Ch04 {
        public static String obj1 = "obj1";
        public static String obj2 = "obj2";

        public static void main(String[] args) {
            LockA lockA = new LockA();
            new Thread(lockA).start();
            LockB lockB = new LockB();
            new Thread(lockB).start();
        }
    }

线程重入：

任意线程在拿到锁以后，再次获取该锁不会被改锁所阻碍
线程不会被自己锁死（线程的重入，synchronized可重入锁）
JDK1.6以后锁升级：
1.无锁：不加锁
2.偏向锁：不锁锁，只有一个线程争夺时，偏向某一个线程，这个线程不加锁
3.轻量级锁：少量线程来了之后，先尝试自旋，不挂起线程
4.重量级锁：排队挂起（暂停）线程。synchronized
挂起线程和恢复线程需要转入内核态中完成这些操作，给系统的并发性带来很大压力
在许多应用上共享数据的锁定状态，只会持续很短的时间，为了这段时间去挂起和恢复并不值得
我们可以让后面的线程等待一下，不要放弃处理器的执行时间。锁为了让线程等待，我们只需要让线程执行一个循环，自旋（自旋锁）
hashcode值1 0

public class Ch05 {

    private static final Object M1 = new Object();
    private static final Object M2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (M1) {
                synchronized (M2) {
                    synchronized (M1) {
                        synchronized (M2){
                            System.out.println("hello lock");
                        }
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

Object类对多线程的支持
wait():
wait(long timeout):当前线程进入等待状态
notify():唤醒正在等待对象监视器的单个线程。
notifyAll():唤醒正在等待对象监视器的所有线程。
线程间的通信
比如两条线程，共同运行
线程A如果先走，线程B就要等待，等待线程A走完，唤醒线程B

public class Ch01 {

    private static int num = 10;

    private static final Object OBJ = new Object();

    public static void plus(int code,int i) {
        synchronized (OBJ) {
            if(num >= 10){
                // 唤醒其他等待的线程
//               OBJ.notify();
                // 唤醒所有等待的线程
                OBJ.notifyAll();
            }
            System.out.println("这是线程" + code + "->" + ++num + "->" + i);
        }
    }
    public static void sub(int code,int i) {
        synchronized (OBJ) {
            if(num <= 0){
                try {
                    // 减法上来就是等待的状态
                    OBJ.wait(200);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.println("这是线程" + code + "->" + --num + "->" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0;; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(5);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                sub(1,i);
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0;; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                plus(2,i);
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();

        System.out.println("--------------------------------------------------");
    }
}

方法总结：
1.Thread的两个静态方法：
sleep释放CPU资源，但是不会释放锁
yield方法释放CPU执行权，但是保留了CPU的执行资格，不常用
2.join方法：出让了执行权，join就加入进来
3.wait方法：释放CPU的资源，释放锁
notify、notifyAll

面试题：
sleep和wait的区别
1.出处
2.锁的控制

案例：生产者与消费者模型
有两条线程，一条线程生产产品，一条线程消费产品
思路：
这两条线程，初始状态是什么情况？
电脑工厂，生产电脑需要时间。生产完毕100台电脑
唤醒这些等待的消费者，等待，唤醒工厂，继续生产
消费者：等待，被唤醒，100台电脑都被卖出去了，等待

class Factory implements Runnable {

    @Override
    public void run() {

        synchronized (Ch02.OBJ){
            while(true){
                // 生产电脑
                System.out.println("工厂生产电脑，已经生产了：" + Ch02.count ++ + "台！");
                if(Ch02.count >= 100) {
                    notifyAll();
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

class Consumer implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        synchronized (Ch02.OBJ){
            while(true){
                if(Ch02.count >= 0){
                    // 消费电脑
                    System.out.println("消费者消费了1台电脑，剩余：" + Ch02.count-- + "台！");
                }
                if(Ch02.count <= 0){
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    notifyAll();
                }
            }

        }
    }
}

public class Ch02 {

    public static final Object OBJ = new Object();

    public static int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new Factory());
        Thread t2 = new Thread(new Consumer());

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

线程的退出:

使用退出标志，线程正常退出，run方法结束后线程终止
不要使用stop方法（类似于System.exit (-1))

class MyThread extends Thread {

    volatile boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while(flag) {
            try {
                System.out.println("线程一直在运行...");
                int i = 10 / 0;
            } catch (Exception e) {
                this.stopThread();
            }
        }
    }
    public void stopThread() {
        System.out.println("线程停止运行...");
        this.flag = false;
    }
}

public class Ch03 {

    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();
    }
}

interrupt()方法：中断线程
调用interrupt方法会抛出InterruptedException异常
捕获后再做停止线程的逻辑即可
如果线程while(true)运行的状态，interrupt方法无法中断线程

class MyThread02 extends Thread {

    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while(flag) {
            synchronized (this){
//                try {
//                    wait();
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
                try {
                    sleep(10000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    this.stopThread();
                }
            }
        }
    }
    public void stopThread() {
        System.out.println("线程停止运行...");
        this.flag = false;
    }
}
public class Ch04 {

//    public void show() {
//        try {
//            wait();
//            // 线程异常终止     异常
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }
//    }

    public static void main(String[] args) {
        MyThread02 myThread02 = new MyThread02();
        myThread02.start();

        System.out.println("线程开始...");

        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 中断线程的执行
        myThread02.interrupt();
    }
}

线程的常用方法

Thead类中的方法
1、start方法，启动线程
2、run方法
3、currentThead:静态方法，获取当前正在执行的线程
4、getId()返回此线程的唯一标识
5、getName()获取当前线程的name
6、setName()设置当前线程的name
7、getPriority()设置当前线程的优先级
8.setPriority(int)：设置当前线程的优先级
9.getState()：获取当前线程的声明周期
10.interrupt()：中断线程的执行
11.interrupted()：查看当前线程是否中断

class MyThread03 extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getId());
        setName("线程一");
        System.out.println(getName());
    }
}

public class Ch05 {

    public static void main(String[] args) {
//        Thread thread = Thread.currentThread();
//        System.out.println(thread);
        // 如何获取主线程的优先级
//        Thread.currentThread().setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
        MyThread03 myThread03 = new MyThread03();
//        myThread03.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        myThread03.setDaemon(true);
        myThread03.start();

//        System.out.println(myThread03.getState());
        System.out.println(myThread03.isDaemon());
//        System.out.println("主" + Thread.currentThread().getPriority());
//        System.out.println("自己的：" + myThread03.getPriority());
//        new MyThread03().start();
//        new MyThread03().start();
    }
}

使用枚举书写单例模式

class Singleton {
    private static Singleton instant;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance() {
        if(instant == null) {
            // 卡了
            synchronized (Singleton.class) {
                if(instant == null){
                    instant = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instant;
    }

//    public static synchronized Singleton getInstance() {
//        if(instant == null){
//            instant = new Singleton();
//        }
//        return instant;
//    }
}

public class Ch06 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Singleton.getInstance() == Singleton.getInstance());
    }
}

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ZhangNJ

2022-08-03 第六小组张宁杰多线程（2）

目录

知识点

锁

操作共享数据的代码

死锁

线程重入：

线程的退出:

线程的常用方法

使用枚举书写单例模式

公告

ZhangNJ

2022-08-03 第六小组 张宁杰 多线程（2）

目录

知识点

锁

操作共享数据的代码

死锁

线程重入：

线程的退出:

线程的常用方法

使用枚举书写单例模式

公告

2022-08-03 第六小组张宁杰多线程（2）