多线程的同步锁和死锁
看完下面这些之后请点击以下链接，该链接中有一些练习题，可以加深理解多线程：
https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/52524545
线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程。什么是多线程呢？即就是一个程序中有多个线程在同时执行。
单线程程序：即，若有多个任务只能依次执行。当上一个任务执行结束后，下一个任务开始执行。如，去网吧上网，网吧只能让一个人上网，当这个人下机后，下一个人才能上网。
多线程程序：即，若有多个任务可以同时执行。如，去网吧上网，网吧能够让多个人同时上网。
程序运行原理
分时调度
所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。
抢占式调度
优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度。
随机的意思是：以下面的售票为例，甲乙丙，三个售票员，用多线程同时售票，可能出现全部都是甲在售票，也可能全部都是乙在售票，也可能全部都是丙在售票，也可能有甲也有乙，或者有乙也有丙等等现象，多运行几次就会出现各种情况；
大部分操作系统都支持多进程并发运行，现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如：现在我们上课一边使用编辑器，一边使用录屏软件，同时还开着画图板，dos窗口等软件。此时，这些程序是在同时运行，”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。
实际上，CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言，某个时刻，只能执行一个线程，而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。
其实，多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。
线程安全
如果有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。
/**
*
* @author LYJ
* 实现Runnable的代码
*
*/
public class Ticket implements Runnable {
//设置总票数为100，这里的ticket是成员变量，
//由于在测试类中new了一次，所以值存在一个，被三个售票窗口共享
int ticket=100;
public void run() {
//模拟售票
while(true) {
//如果票数大于0，继续售票
if(ticket>0) {
//为了让线程安全问题效果明显些，加入线程定时休眠Thread.sleep()
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
//Thread.currentThread()是线程获取当前线程对象的方法 getName()获取调用者的线程名
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在售票:"+ticket--);
}
}
}
/**
*
* 开启多线程的代码
*
*/
public class ThreadDemo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建Ticket的Runnable对象
Ticket ticket = new Ticket();
//创建线程3个对象模拟三个售票窗口，并把Runnable对象加入Thread和给Thread命名
new Thread(ticket,"窗口1").start();;
new Thread(ticket,"窗口2").start();;
new Thread(ticket,"窗口3").start();;
}
*****************************************************************
输出结果：
窗口3正在售票:3
窗口2正在售票:2
窗口1正在售票:1
窗口3正在售票:0
窗口2正在售票:-1
结果中出现了负数和0，这就是线程安全问题，要怎么解决呢？
加同步锁 synchronized(Object o){....} o可以是任意对象
******************************************************************************
加入同步锁后的代码
public class Ticket implements Runnable {
//设置总票数为100，这里的ticket是成员变量，
//由于在测试类中new了一次，所以值存在一个，被三个售票窗口共享
int ticket=100;
public void run() {
//模拟售票
while(true) {
//如果票数大于0，继续售票
//加入同步锁
synchronized(this) {
if(ticket>0) {
//为了让线程安全问题效果明显些，加入线程定时休眠Thread.sleep()
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
//Thread.currentThread()是线程获取当前线程对象的方法 getName()获取调用者的线程名
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在售票:"+ticket--);
}
}
}
}
**********************************************
运行几次，发现运行结果中没有出现负数和0
同步方法：在方法声明上加上synchronized
public synchronized void method(){
可能会产生线程安全问题的代码
}
同步方法中的锁对象是 this（即调用者对象）
静态同步方法: 在方法声明上加上static synchronized
public static synchronized void method(){
可能会产生线程安全问题的代码
}
静态同步方法中的锁对象是 类名.class（因为在加载类文件的时候，静态同步方法由于是静态的也被加载进内存了，类名.class的加载优先级高于静态方法）
同步代码块：在需要同步的代码外面包上一个synchronized
(Object o){
可能会产生线程安全问题的代码
}
同步代码块中的锁对象可以是任意对象，也就是synchronized后边括号里面的值。
同步锁的概念就是这样的。任何一个Object Reference都可以作为同步锁。我们可以把Object Reference理解为对象在内存分配系统中的内存地址。因此，要保证同步代码段之间使用的是同一个同步锁，我们就要保证这些同步代码段的synchronized关键字使用的是同一个Object Reference，同一个内存地址。这也是为什么我在前面的代码中声明锁对象的时候，使用了final关键字，这就是为了保证锁对象的Object Reference在整个系统运行过程中都保持不变。
如果有10个线程同时执行代码段A，同时还有20个线程同时执行代码段B，那么这30个线程之间都是要进行同步的。
这30个线程都要竞争一个同步锁lock1。同一时刻，只有一个线程能够获得lock1的所有权，只有一个线程可以执行代码段A或者代码段B。其他竞争失败的线程只能暂停运行，进入到该同步锁的就绪（Ready）队列。
每一个同步锁下面都挂了几个线程队列，包括就绪（Ready）队列，待召（Waiting）队列等。比如，lock1对应的就绪队列就可以叫做lock1 - ready queue。每个队列里面都可能有多个暂停运行的线程。
注意，竞争同步锁失败的线程进入的是该同步锁的就绪（Ready）队列，而不是后面要讲述的待召队列（Waiting Queue，也可以翻译为等待队列）。就绪队列里面的线程总是时刻准备着竞争同步锁，时刻准备着运行。而待召队列里面的线程则只能一直等待，直到等到某个信号的通知之后，才能够转移到就绪队列中，准备运行。 成功获取同步锁的线程，执行完同步代码段之后，会释放同步锁。该同步锁的就绪队列中的其他线程就继续下一轮同步锁的竞争。成功者就可以继续运行，失败者还是要乖乖地待在就绪队列中。
死锁
同步锁使用的弊端：当线程任务中出现了多个同步(多个锁)时，如果同步中嵌套了其他的同步。这时容易引发一种现象：程序出现无限等待，这种现象我们称为死锁。这种情况能避免就避免掉。
synchronzied(A锁){
synchronized(B锁){
}
}
/**
*
*创建锁对象
*
*/
public class Lock {
//这里用private封装，为了不让外面随便造锁，限制只能有A，B锁个一把，这样容易出现死锁
//即A同学和B同学想相互串门，可是没人只有一把自己房间的钥匙，而且各自都不愿意先给，于是死锁
private Lock() {};
public static final Object lockA =new Object();
public static final Object lockB = new Object();
//这里使用static 为了让外界可以通过类名调用成员变量lockA和lockB
//因为外面无法创建Lock对象，为了让外面在不创对象的情况下调用，加了static，通过类名加变量名访问
}
/**
* 线程任务类
*
*/
import java.util.Random;
public class ThreadTask implements Runnable {
int x = new Random().nextInt(1);//用随机数随机获取0、1，来模拟CPU随机分配执行权的行为
@Override
public void run() {
while(true) {
if(x%2==0) {
//情况一
// 先执行A再执行B：即A同学先拿了A门的钥匙去开A门，然后打算开B门
synchronized(Lock.lockA) {
System.out.println("A同学...开A门");
synchronized(Lock.lockB) {
System.out.println("A同学...开B门");
}
}
}else {
//情况二
// 先执行B执行A：B同学先拿了B门的钥匙，去开B门，然后打算开A门
synchronized(Lock.lockB) {
System.out.println("B同学...开B门");
synchronized(Lock.lockA) {
System.out.println("B同学...开A门");
}
}
}
x++;
}
}
/**
*
* 线程测试类
*
*/
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建Runnable的实现类对象
ThreadTask tt = new ThreadTask();
//把Runnable实现类对象加入线程中，创建2个线程
Thread t1 = new Thread(tt);
Thread t2 = new Thread(tt);
t1.start();
t2.start();
}
*********************************************************
输出结果：A同学...开A门
A同学...开B门
B同学...开B门
B同学...开A门
A同学...开A门
B同学...开B门
结论：A同学或者B同学，一个人先后拿走两把钥匙时，线程是正常运行的，一旦A拿了A锁进去A门的时候，CPU突然让B开始执行，让B拿了B锁进入B门，结果A需要B锁，B也需要A锁，两者又不能后退
于是死锁现象发生了。
等待唤醒机制
线程之间的通信：多个线程在处理同一个资源，但是处理的动作（线程的任务）却不相同。通过一定的手段使各个线程能有效的利用资源。而这种手段即等待唤醒机制
其他个人认为需要了解的信息：详细链接 https://zhidao.baidu.com/question/1770237924491868020.html
Object对象的wait()方法就是等待通知，Object对象的notify()方法就是发出通知。
具体调用方法为
（1）等待某个信号量的通知
public static final Object signal = new Object();
… f1() {
synchronized(singal) { // 首先我们要获取这个信号量。这个信号量同时也是一个同步锁
// 只有成功获取了signal这个信号量兼同步锁之后，我们才可能进入这段代码
signal.wait(); // 这里要放弃信号量。本线程要进入signal信号量的待召（Waiting）队列
// 可怜。辛辛苦苦
争取到手的信号量，就这么被放弃了
// 等到通知之后，从待召（Waiting）队列转到就绪（Ready）队列里面
// 转到了就绪队列中，离CPU核心近了一步，就有机会继续执行下面的代码了。
// 仍然需要把signal同步锁竞争到手，才能够真正继续执行下面的代码。命苦啊。
…
}
}
需要注意的是，上述代码中的signal.wait()的意思。signal.wait()很容易导致误解。signal.wait()的意思并不是说，signal开始wait，而是说，运行这段代码的当前线程开始wait这个signal对象，即进入signal对象的待召（Waiting）队列。
（2）发出某个信号量的通知
… f2() {
synchronized(singal) { // 首先，我们同样要获取这个信号量。同时也是一个同步锁。
// 只有成功获取了signal这个信号量兼同步锁之后，我们才可能进入这段代码
signal.notify(); // 这里，我们通知signal的待召队列中的某个线程。
// 如果某个线程等到了这个通知，那个线程就会转到就绪队列中
// 但是本线程仍然继续拥有signal这个同步锁，本线程仍然继续执行
// 嘿嘿，虽然本线程好心通知其他线程，
// 但是，本线程可没有那么高风亮节，放弃到手的同步锁
// 本线程继续执行下面的代码
…
}
}
需要注意的是，signal.notify()的意思。signal.notify()并不是通知signal这个对象本身。而是通知正在等待signal信号量的其他线程。
以上就是Object的wait()和notify()的基本用法。
实际上，wait()还可以定义等待时间，当线程在某信号量的待召队列中，等到足够长的时间，就会等无可等，无需再等，自己就从待召队列转移到就绪队列中了。
另外，还有一个notifyAll()方法，表示通知待召队列里面的所有线程。
这些细节问题，并不对大局产生影响。
看完以上这些之后请点击以下链接，该链接中有一些练习题，可以加深理解多线程：
https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/52524545
