锁、线程通信

死锁

多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形，某一个同步块同时拥有"两个以上对象的锁"时，就可能会发生“死锁”的问题。

测试代码：

//死锁：多个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,"h");
        Makeup g2 = new Makeup(1,"a");

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

}

//口红
class Lipstick{

}

//镜子
class Mirror{

}

class Makeup extends Thread {

    //需要的资源只有一份，用static来保证只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice; //选择
    String girlName; //人

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

    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //化妆，互相持有对方的锁，需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        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){ //一秒钟后想获得镜子
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
            }
        }else {
            synchronized (mirror){ //获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);


            }
            synchronized (lipstick){ //一秒钟后想获得镜子
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
            }
        }

    }
}

死锁产生的四个必要条件：

互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。
循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

Lock（锁）

从jdk5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。
ReetrantLock（可重入锁）类实现了Lock，它有与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ReetrantLock，可以显式加锁、释放锁。

锁的使用测试代码：

//测试Lock锁
public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock2 testLock2 = new TestLock2();

        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
    }
}

class TestLock2 implements Runnable {

    private int ticketNums = 10;

    //定义lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true){

            try {
                lock.lock();//加锁
                if(ticketNums>0){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                }else {
                    break;
                }
            }finally {
                //解锁
                lock.unlock();
            }

        }
    }
}

synchronized与Lock的对比

Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，记得关闭）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）

线程协作

生产者，消费者

线程通信

应用场景：生产者和消费者问题
- 假设仓库字存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中产品取走消费
- 如果仓库中没有产品，则生产者将产品放入仓库，否则停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止。
- 如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费，否则停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止。

这是一个线程同步问题，生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件。

解决方式：

并发协助模型“生产者/消费者模式”-->管程法。

并发协助模型“生产者/消费者模式”-->信号灯法。