线程状态03

线程状态(第三部分03)

五大状态

图片

 

线程方法

方法说明
setPriority(int newPriority) 更改线程的优先级
static void sleep(long millis) 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
void join() 等待该线程终止
static void yield() 暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程
void interrupt() 中断线程,别用这个方式
boolean isAlive() 测试线程是否处于活动状态

 

停止线程

  • 停止线程 不推荐使用JDK提供的stop().destroy()方法。【已废弃】

  • 推荐线程自己停止下来

  • 建议使用一个标志位进行终止变量当flag=false,则终止线程运行。

 

代码:

 package com.wsk.demo03;
 
 /*
 测试stop
 1.建议线程正常停止--->利用次数,不建议死循环。
 2.建议使用标志位--->设置一个标志位
 3.不要使用stop或者destroy等过时或者JDK不建议使用的方法
  */
 public class TestStop implements Runnable {
 
     //1.设置一个标识位
     private boolean flag = true;
 
     @Override
     public void run() {
         int i = 0;
         while (flag){
             System.out.println("run...Thread....."+i++);
        }
    }
 
     //2.设置一个公开的方法停止线程,转换标志位
     public void Stop(){
         this.flag = false;
    }
 
     public static void main(String[] args) {
         TestStop testStop = new TestStop();
         new Thread(testStop).start();
 
         for (int i = 0; i < 1000; i++) {
             System.out.println("main"+i);
             if (i == 900){
                 //3.调用stop方法切换标志位,让线程停止
                 testStop.Stop();
                 System.out.println("线程该停止了");
            }
        }
 
    }
 }

 

线程休眠

  • sleep (时间)指定当前线程阻塞的毫秒数;

  • sleep存在异常InterruptedException;

  • sleep时间达到后线程进入就绪状态;

  • sleep可以模拟网络延时,倒计时等。

  • 每一个对象都有一个锁,sleep不会释放锁;

 package com.wsk.state;
 
 //模拟网络延时:放大问题的发生性
 public class TestSleep implements Runnable {
 
     private int piaoNums = 10;
     @Override
     public void run() {
         while (true){
             if (piaoNums<=0){
                 break;
            }
             //模拟延时
             try {
                 Thread.sleep(100);
            }catch (Exception e){
                 e.printStackTrace();
            }
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿得到了"+piaoNums--+"张票");
        }
    }
 
     public static void main(String[] args) {
         TestSleep testSleep = new TestSleep();
 
         new Thread(testSleep,"小明").start();
         new Thread(testSleep,"小红").start();
         new Thread(testSleep,"小白").start();
    }
 }

 

 package com.wsk.state;
 
 //模拟倒计时。。。
 public class TestSleep2 {
 
     public static void main(String[] args) {
         try {
             djsdown();
        } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
        }
    }
 
     public static void djsdown() throws InterruptedException {
         int num = 10;
         while (true){
             Thread.sleep(1000);
             System.out.println(num--);
             if (num<=0){
                 break;
            }
        }
    }
 }
 package com.wsk.state;
 
 import java.text.SimpleDateFormat;
 import java.util.Date;
 
 //模拟倒计时。。。
 public class TestSleep2 {
 
     public static void main(String[] args) {
         Date date = new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前时间
         while (true){
             try {
                 Thread.sleep(1000);
                 System.out.println(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(date));
                 date = new Date(System.currentTimeMillis());
            } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
            }
        }
    }
 
     public static void djsdown() throws InterruptedException {
         int num = 10;
         while (true){
             Thread.sleep(1000);
             System.out.println(num--);
             if (num<=0){
                 break;
            }
        }
    }
 }

 

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为就绪状态

  • 让cpu重新调度,礼让不一定成功!看CPU心情

 package com.wsk.state;
 
 //测试礼让线程
 //礼让不一定成功,看CPU心情
 public class TestYield {
 
     public static void main(String[] args) {
         MyYield myYield = new MyYield();
         new Thread(myYield,"a").start();
         new Thread(myYield,"b").start();
    }
 }
 
 
 class MyYield 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");
    }
 }

 

线程强制执行

join

  • Join合并线程,待此线程执行完成后,再执行其他线程,其他线程阻塞

  • 可以想象成插队

 package com.wsk.state;
 
 //测试join方法,想象为插队
 public class TestJoin implements Runnable {
     @Override
     public void run() {
         for (int i = 0; i < 1000; i++) {
             System.out.println("vip来插队了"+i);
        }
    }
 
     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         //启动我们的线程
         TestJoin testJoin = new TestJoin();
         Thread thread = new Thread(testJoin);
         thread.start();
         
         
         //启动主线程
         for (int i = 0; i < 500; i++) {
             if (i == 200){
                 thread.join();//插队
            }
             System.out.println("main"+i);
        }
    }
 }

 

线程状态观测

  • Thread.State

  • 线程状态。线程可以处于以下几种状态之一:

    • NEW 尚未启动的线程处于此状态。

    • RUNNABLE 查看JDK帮助文档 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的时间点处于一个状态。这些状态是不反应任何操作系统线程状态的虚拟机状态

面试可能问:

在runnable中有两种状态ready和running,ready就是准备好了等待CPU调度,running就是真正的在运行,由CPU调度

 package com.wsk.state;
 
 //观测线程
 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
 
         //观察启动后
         thread.start();//启动线程
         state = thread.getState();
         System.out.println(state);//Run
 
         while (state != Thread.State.TERMINATED){//只要线程不终止,就一直输出状态
             Thread.sleep(100);
             state = thread.getState();//更新线程状态
             System.out.println(state);//输出状态
        }
    }
 }

 

线程的优先级(priority)

  • Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程,线程调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行。

  • 线程的优先级用数字表示,范围从1~10.

    • Thread.MIN_PRIORITY =1;

    • Thread.MAX_PRIORITY =10;

    • Thread.NORM_PRIORITY = 5;

  • 使用以下方式改变或获取优先级

    • getPriority() . setPriority(int xxx)

优先级的设定建议在start()调度前

优先级低只是意味着获得调度的概率低.并不是优先级低就不会被调用了.这都是看CPU的调度

 package com.wsk.state;
 
 //测试线程的优先级 先进Thread看源码
 public class TestPriority{
     public static void main(String[] args) {
         //主线程默认优先级
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
         MyPriority myPriority = new MyPriority();
         Thread t1 = new Thread(myPriority,"a迪");
         Thread t2 = new Thread(myPriority,"耐克");
         Thread t3 = new Thread(myPriority,"科比");
         Thread t4 = new Thread(myPriority,"詹姆斯");
         Thread t5 = new Thread(myPriority,"乔丹");
         Thread t6 = new Thread(myPriority,"库里");
 
         
         //先设置优先级再启动
         t1.start();
 
         t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
         t3.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
         t4.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
         t5.setPriority(8);
         t6.setPriority(3);
 
         t2.start();
         t3.start();
         t4.start();
         t5.start();
         t6.start();
 
    }
 }
 
 
 
 class MyPriority implements Runnable{
     @Override
     public void run() {
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
 }

 

守护(daemon)线程

  • 线程分为用户线程main守护线程gc

  • 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..

人生不过三万天

 package com.wsk.state;
 
 //测试守护线程
 //上帝守护你
 public class TestDaemon {
     public static void main(String[] args) {
         God god = new God();
         You you = new You();
 
         Thread thread = new Thread(god);
         thread.setDaemon(true);//默认是false,表示用户线程,正常的线程都是用户线程
 
         thread.start();//守护线程启动
 
         new Thread(you).start();//用户线程启动
    }
 }
 
 //上帝
 class God implements Runnable{
 
     @Override
     public void run() {
         while (true){
             System.out.println("上帝一直在帮助你");
        }
    }
 }
 
 //你
 class You implements Runnable{
 
     @Override
     public void run() {
         for (int i = 0; i < 3650; i++) {
             System.out.println("一直开心快乐的活着"+i);
        }
         System.out.println("=====Good Bye World======");
    }
 }

 

 

 

线程同步(重点第四部分04)

多个线程操作同一个资源

并发

并发:同一个对象多个线程同时操作

如上万人同时抢100张票,两个银行同时取钱....

  • 现实生活中,我们会遇到”同一个资源﹐多个人都想使用”的问题, 比如,食堂排队打饭,每个人都想吃饭﹐最天然的解决办法就是﹐排队一个个来.(队列)

  • 处理多线程问题时﹐多个线程访问同一个对象﹐并且某些线程还想修改这个对象.这时候我们就需要线程同步﹒线程同步其实就是一种等待机制,多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列,等待前面线程使用完毕,下一个线程再使用

 

队列和锁

线程同步形成条件:队列+锁(安全性)

  • 由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间,在带来方便的同时,也带来了访问冲突问题﹐为了保证数据在方法中被访问时的正确性﹐在访问时加入锁机制synchronized,当一个线程获得对象的排它锁,独占资源﹐其他线程必须等待,使用后释放锁即可.存在以下问题:

    • 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起;

    • 在多线程竞争下﹐加锁,释放锁会导致比较多的上下文切换和 调度延时,引起性能问题;

    • 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置,引起性能问题.

同步方法及同步块

同步方法

  • 由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问,所以我们只需要针对方法提出━套机制﹐这套机制就是synchronized关键字,它包括两种用法∶synchronized方法和synchronized 块.

 同步方法: public synchronized void method(int args){}
  • synchronized方法控制对“对象”的访问﹐每个对象对应一把锁﹐每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行﹐否则线程会阻塞,方法一旦执行﹐就独占该锁,直到该方法返回才释放锁﹐后面被阻塞的线程才能获得这个锁,继续执行

缺陷:若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率

 

同步方法弊端

方法里面需要修改的内容才需要锁,锁的太多,浪费资源

 

同步块

  • 同步块: synchronized (Obj ){}

  • Obj称之为同步监视器

    • Obj可以是任何对象,但是推荐使用共享资源作为同步监视器

    • 同步方法中无需指定同步监视器﹐因为同步方法的同步监视器就是this ,就是这个对象本身,或者是class [反射中讲解]

    1. 同步监视器的执行过程 第一个线程访问,锁定同步监视器﹐执行其中代码.

    2. 第二个线程访问﹐发现同步监视器被锁定,无法访问.

    3. 第一个线程访问完毕,解锁同步监视器.

    4. 第二个线程访问,发现同步监视器没有锁﹐然后锁定并访问

 

三种不安全方式:

线程不安全的集合

 //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 < 10000; i++) {
             new Thread(()->{
                 list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
         //放大问题的可能性
         try {
             Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
        }
         System.out.println(list.size());
    }
 }

不安全的取钱

 //不安全的取钱
 //两个人去银行取钱,账户
 public class UnsafeBank {
     public static void main(String[] args) {
         Account account = new Account(100,"结婚基金");
         Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
         Drawing grilFriend = new Drawing(account,100,"你的女孩");
 
         you.start();
         grilFriend.start();
 
    }
 }
 
 //账户
 class Account{
      int money;//余额
      String name;//卡名
 
     public Account(int money, String name) {
         this.money = money;
         this.name = name;
    }
 }
 
 //银行:模拟取款
 class Drawing extends Thread{
 
     //账户
     Account account;
     //取了多少钱
     int outMoney;
     //还剩多少钱
     int nowMoney;
 
     public Drawing(Account account,int outMoney,String name){
         super(name);
         this.account = account;
         this.outMoney = outMoney;
    }
 
     //重写run方法,取钱
     @Override
     public void run() {
         //判断有没有钱
         if (account.money-outMoney < 0){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"的账户余额不足,已被强制退出!");
             return;
        }
 
         //sleep可以放大问题的发生性
         try {
             Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
        }
 
         //卡内余额 = 卡内余额-你取出的钱
         account.money = account.money - outMoney;
         //你手里的钱
         nowMoney = nowMoney + outMoney;
 
         System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
         //Thread.currentThread().getName() = this.getName()
         System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
    }
 }

不安全的买票

 //synchronized锁机制
 //不安全的买票
 //线程不安全,重复拿到票,有负数
 public class UnsafeBuyTicket {
     public static void main(String[] args) {
         BuyTicket chezhan = new BuyTicket();
 
         new Thread(chezhan,"找工作的我").start();
         new Thread(chezhan,"牛逼的老板").start();
         new Thread(chezhan,"可恶的HR").start();
 
    }
 }
 
 class BuyTicket implements Runnable{
 
     //票
     private int ticketNums = 10;
     boolean flag = true;//外部停止方式
 
     @Override
     public void run() {
         //买票
         while (flag){
             try {
                 buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
            }
        }
    }
 
     public void buy() throws InterruptedException {
         //判断是否有票
         if (ticketNums<=0){
             flag = false;
             return;
        }
 
         //模拟延时
         Thread.sleep(100);
 
         //买票
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"张票");
    }
 }

 

上完锁后安全了

实现runnable的都是同一个类的对象,资源共享,锁方法;

继承thrcad是不同的对象。资源不共享自己走自己的。所以需要锁住一样的资源

安全的买票

 //synchronized锁机制
 //不安全的买票
 //线程不安全,重复拿到票,有负数
 //让他变安全,上一把锁synchronized
 public class UnsafeBuyTicket {
     public static void main(String[] args) {
         BuyTicket chezhan = new BuyTicket();
 
         new Thread(chezhan,"找工作的我").start();
         new Thread(chezhan,"牛逼的老板").start();
         new Thread(chezhan,"可恶的HR").start();
 
    }
 }
 
 class BuyTicket implements Runnable{
 
     //票
     private int ticketNums = 10;
     boolean flag = true;//外部停止方式
 
     @Override
     public void run() {
         //买票
         while (flag){
             try {
                 buy();
                 //模拟延时
                 Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
            }
        }
    }
 
     //synchronized 同步方法 锁的是this
     public synchronized void buy(){
         //判断是否有票
         if (ticketNums<=0){
             flag = false;
             return;
        }
 
         //买票
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"张票");
    }
 
 
 }

 

安全的取钱

 synchronized (account){
     
 }
 //安全的取钱
 //两个人去银行取钱,账户
 public class UnsafeBank {
     public static void main(String[] args) {
         Account account = new Account(151,"结婚基金");
         Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
         Drawing grilFriend = new Drawing(account,100,"你的女孩");
 
         you.start();
         grilFriend.start();
 
    }
 }
 
 //账户
 class Account{
      int money;//余额
      String name;//卡名
 
     public Account(int money, String name) {
         this.money = money;
         this.name = name;
    }
 }
 
 //银行:模拟取款
 class Drawing extends Thread{
 
     //账户
     Account account;
     //取了多少钱
     int outMoney;
     //还剩多少钱
     int nowMoney;
 
     public Drawing(Account account,int outMoney,String name){
         super(name);
         this.account = account;
         this.outMoney = outMoney;
    }
 
     //重写run方法,取钱
     //synchronized默认锁的是本身this
     @Override
     public void run() {
 
         synchronized (account){
             //判断有没有钱
             if (account.money-outMoney < 0){
                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"的账户余额不足,已被强制退出!");
                 return;
            }
 
             //sleep可以放大问题的发生性
             try {
                 Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
            }
 
             //卡内余额 = 卡内余额-你取出的钱
             account.money = account.money - outMoney;
             //你手里的钱
             nowMoney = nowMoney + outMoney;
 
             System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
             //Thread.currentThread().getName() = this.getName()
             System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
        }
    }
 }

 

安全的集合(synchronized是隐式的锁)

 //线程不安全的集合
 //上锁后安全了
 public class UnsafeList {
     public static void main(String[] args) {
         List<String> list = new ArrayList<String>();
         for (int i = 0; i < 10000; i++) {
             new Thread(()->{
                 synchronized (list){
                     list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }
         //放大问题的可能性
         try {
             Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
        }
         System.out.println(list.size());
    }
 }

 

CopyOnWriteArrayList(安全)

这个是安全的集合

 //测试JUC安全类型的集合
 //JUC并发
 public class TestJUC {
     public static void main(String[] args) {
         CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
         for (int i = 0; i < 10000; i++) {
             new Thread(()->{
                 list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
         try {
             Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
        }
         System.out.println(list.size());
    }
 }

 

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

 

死锁避免方法

  • 产生死锁的四个必要条件

    1. 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。

    2. 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。

    3. 不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。

    4. 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。

 //死锁: 多个线程互相抱着对方需要的资源,形成僵持
 //用完放开资源,让他们不同时抱一把锁就好了
 public class DeanLock {
     public static void main(String[] args) {
         MakeUp m1 = new MakeUp(0,"白雪公主");
         MakeUp m2 = new MakeUp(1,"小红帽");
 
         m1.start();
         m2.start();
    }
 }
 
 class kouhong{
 
 }
 class jingzi{
 
 }
 
 class MakeUp extends Thread{
     //制作需要的资源
     static kouhong kouhong = new kouhong();
     static jingzi jingzi = new jingzi();//static代表只有一份
 
     int wupin;//选择的物品
     String girlname;//拿到物品的人
 
     MakeUp(int wupin,String girlname){
         this.wupin = wupin;
         this.girlname = girlname;
    }
 
     //重写run方法
     @Override
     public void run() {
         //化妆
         try {
             makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
        }
    }
 
     private void makeup() throws InterruptedException {
         if (wupin == 0){
             synchronized (kouhong){
                 System.out.println(this.girlname+"获得口红的锁");
                 //一秒后想要镜子
                 Thread.sleep(1000);
 
            }
             synchronized (jingzi){
                 System.out.println(this.girlname+"获得镜子的锁");
            }
        }else {
             synchronized (jingzi){
                 System.out.println(this.girlname+"获得镜子的锁");
                 //两秒后想要口红
                 Thread.sleep(1000);
 
            }
             synchronized (kouhong){
                 System.out.println(this.girlname+"获得口红的锁");
            }
        }
    }
 
 }

 

上面列出了死锁的四个必要条件,我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生

 

Lock(锁)-显式定义同步锁

  • 从JDK 5.0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

  • ReentrantLock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。

(ReentrantLock:可重入锁)

测试Lock锁

 //测试Lock锁
 public class TestLock {
     public static void main(String[] args) {
         TestLock2 testLock2 = new TestLock2();
 
         new Thread(testLock2,"小明").start();
         new Thread(testLock2,"小红").start();
         new Thread(testLock2,"小张").start();
    }
 }
 
 
 class TestLock2 implements Runnable{
 
     int ticketNums = 10;
 
     //定义Lock锁
     private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
 
     @Override
     public void run() {
         while (true){
             try {
                 Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
            }
             try {
                 lock.lock();//加锁
                 if (ticketNums > 0){
 
                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了"+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,别忘记关闭锁) 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。并且具有更好的扩展性(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)

 

线程通信问题(第五部分05)

线程协作(生产者消费者模式)

线程通信

  • 应用场景:生产者和消费者问题

    • 假设仓库中只能存放一件产品,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,直到合库中再次放入产品为止

->数据缓冲区->
生产者Producer   消费者Consumer

线程通信-分析

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.

  • 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,又需要马上通知消费者消费

  • 对于消费者﹐在消费之后,要通知生产者已经结束消费﹐需要生产新的产品以供消费.

  • 在生产者消费者问题中﹐仅有synchronized是不够的

    • synchronized可阻止并发更新同一个共享资源,实现了同步

    • synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)

线程通信

Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

方法名作用
wait() 表示线程一直等待,直到其他线程通知,与sleep不同会释放锁
wait(long timeout) 指定等待的毫秒数
notify() 唤醒一个处于等待状态的线程
notifyAll() 唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程﹐优先级别高的线程优先调度

注意:均是Object类的方法,都只能在同步方法或者同步代码块中使用,否则会抛出异常IlegalMonitorStateException

 

解决方式1

并发协作模型“生产者/消费者模式”--->管程法

  • 生产者:负责生产数据的模块(可能是方法﹐对象﹐线程,进程

  • 消费者:负责处理数据的模块(可能是方法﹐对象﹐线程,进程

  • 缓冲区∶消费者不能直接使用生产者的数据﹐他们之间有个缓冲区

生产者将生产好的数据放入缓冲区,消费者从缓冲区拿出数据

->数据缓冲区->
生产者Producer   消费者Consumer
 //测试:生产者消费者模型-->利用缓冲区解决:管程法
 
 
 //生产者,消费者,产品,缓冲区   (代码有点问题,跳过这个)
 public class TestPC {
     public static void main(String[] args) {
         Huanchongqu huanchongqu = new Huanchongqu();
 
         new Shengchan(huanchongqu).start();
         new Xiaofei(huanchongqu).start();
    }
 }
 //生产者
 class Shengchan extends Thread{
     Huanchongqu huanchongqu;
     public Shengchan(Huanchongqu huanchongqu){
         this.huanchongqu = huanchongqu;
    }
 
     //生产
     @Override
     public void run() {
         for (int i = 0; i < 100; i++) {
             huanchongqu.diuru(new Chanpin(i));
             System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
        }
    }
 }
 //消费者
 class Xiaofei extends Thread{
     Huanchongqu huanchongqu;
     public Xiaofei(Huanchongqu huanchongqu){
         this.huanchongqu = huanchongqu;
    }
 
     @Override
     public void run() {
         for (int i = 0; i < 100; i++) {
             System.out.println("消费了"+huanchongqu.quchu().id+"只鸡");
        }
    }
 }
 //产品
 class Chanpin{
     int id;//产品编号
 
     public Chanpin(int id) {
         this.id = id;
    }
 }
 //缓冲区
 class Huanchongqu{
 
     //需要一个容器大小
     Chanpin[] chanpins = new Chanpin[10];
     //容器计数器
     int count = 0;
 
     //生产者生产产品
     public synchronized void diuru(Chanpin chanpin){
         //如果容器满了,就等待消费者消费
         if (count==chanpins.length){
             //通知消费者消费,生产等待
             try {
                 this.wait();
            }catch (InterruptedException e){
                 e.printStackTrace();
            }
        }
         //如果没有满,我们就需要丢入产品
         chanpins[count] = chanpin;
         count++;
         //可以通知消费者消费了
    }
 
     //消费者消费产品
     public synchronized Chanpin quchu(){
         //判断能否消费
         if (count==0){
             //等待生产者生产,消费者等待
             try {
                 this.wait();
            }catch (InterruptedException e){
                 e.printStackTrace();
            }
        }
         //如果可以消费
         count--;
         Chanpin chanpin = chanpins[count];
 
         //取完了,通知生产者生产
         return chanpin;
    }
 }
 //不要问了自己把参数缩小一点一步一步分析一下肯定能找到问题

解决方式2

并发协作模型“生产者/消费者模式”--->信号灯法

 //测试:生产者消费者模型2-->信号灯法,通过标志位解决
 public class TestPC2 {
     public static void main(String[] args) {
         TV tv = new TV();
 
         new Player(tv).start();
         new Watcher(tv).start();
    }
 }
 
 //生产者-->演员
 class Player extends Thread{
     TV tv;
     public Player(TV tv){
         this.tv = tv;
    }
 
     @Override
     public void run() {
         for (int i = 0; i < 20; i++) {
             if (i%2==0){
                 this.tv.play("快乐大本营播放中");
            }else {
                 this.tv.play("抖音刷视频");
            }
        }
    }
 }
 
 //消费者-->观众
 class Watcher extends Thread{
     TV tv;
     public Watcher(TV tv){
         this.tv = tv;
    }
 
     @Override
     public void run() {
         for (int i = 0; i < 20; i++) {
             tv.watch();
        }
    }
 }
 
 //产品-->节目
 class TV{
     //演员表演,观众等待T
     //观众观看.演员等待F
     String jiemu;//表演的节目
     boolean flag = true;
 
     //表演
     public synchronized void play(String jiemu){
 
         if (!flag){
             try {
                 this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
            }
        }
 
         System.out.println("演员表演了:"+jiemu);
         //通知观众观看
         this.notify();//通知唤醒
         this.jiemu = jiemu;
         this.flag = !this.flag;
    }
 
     //观看
     public synchronized void watch(){
         if (flag){
             try {
                 this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
            }
        }
         System.out.println("观看了"+jiemu);
         //通知演员表演
         this.notify();
         this.flag = !flag;
    }
 }

 

 

 

使用线程池

  • 背景:经常创建和销毁、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,不需要每次都创建)

    • 便于线程管理(....)

      1. corePoolSize:核心池的大小

      2. maximumPoolSize:最大线程数

      3. keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

 //测试线程池
 public class TestPool {
     public static void main(String[] args) {
         //1.创建服务,创建线程池
         //newFixedThreadPool 参数为: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());
 
         //关闭链接
         service.shutdown();
    }
 }
 
 class MyThread implements Runnable{
 
     @Override
     public void run() {
             System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
 }
  • JDK 5.0起提供了线程池相关API: ExecutorService和Executcors

  • ExecutorService:真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor

    • void execute(Runnable command):执行任务/命令,没有返回值,一般用来执行Runnable

    • <T> Future<T> submit(Callable<T> task):执行任务,有返回值,一般又来执行Callable

    • void shutdown():关闭连接池

      Executors: 工具类、线程池的工厂类,用于创建并返回不同类型的线程池

 

总结

线程创建

 //回顾总结线程的创建
 public class TestNew {
     public static void main(String[] args) {
         new MyThread1().start();
 
         new Thread(new MyThread2()).start();
 
         FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new MyThread3());
         new Thread(futureTask).start();
 
         try {
             Integer integer = futureTask.get();
             System.out.println(integer);
        } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
             e.printStackTrace();
        }
 
    }
 }
 
 //1.继承Thread类
 class MyThread1 extends Thread{
     @Override
     public void run() {
         System.out.println("MyThread1");
    }
 }
 
 //2.实现Runnable接口
 class MyThread2 implements Runnable{
 
     @Override
     public void run() {
         System.out.println("MyThread2");
    }
 }
 
 //3.实现Callable接口
 class MyThread3 implements Callable<Integer>{
 
     @Override
     public Integer call() throws Exception {
         System.out.println("MyThread3");
         return 100;
    }
 }
 
posted @ 2022-06-29 20:59  为了她  阅读(23)  评论(0编辑  收藏  举报