多线程（三）死锁与三大特性

一.环境

  idea

二.什么是死锁，为什么会发生

线程没有发生异常也没有继续执行代码，一般产生于同步方法中嵌套同步方法导致两个线程各自拿到一把锁，互相不释放锁导致

三.模拟死锁

class ThreadTrain6 implements Runnable {
    // 这是货票总票数,多个线程会同时共享资源
    private int trainCount = 100;
    public boolean flag = true;
    private Object mutex = new Object();

    @Override
    public void run() {
        if (flag) {
            while (true) {
                synchronized (mutex) {
                  
                    sale();
                }
            }
        } else {
            while (true) {
                sale();
            }
        }
    }

    
    public synchronized void sale() {
        synchronized (mutex) {
            if (trainCount > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(40);
                } catch (Exception e) {

                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",出售 第" + (100 - trainCount + 1) + "张票.");
                trainCount--;
            }
        }
    }
}

public class DeadlockThread {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        ThreadTrain6 threadTrain = new ThreadTrain6(); // 定义 一个实例
        Thread thread1 = new Thread(threadTrain, "一号窗口");
        Thread thread2 = new Thread(threadTrain, "二号窗口");
        thread1.start();
        Thread.sleep(40);
        threadTrain.flag = false;
        thread2.start();
    }

}

程序执行到特定的时候程序没有报错也没有结束！！！！

原因：因为有一个线程当flag为true执行代码，另一个线程当flag为false执行代码，第一个线程拿到mutex没有释放锁，又去拿this锁，而第二个线程拿到this锁后还需要拿到mutex锁，两个线程都只拿到了第一个锁，又需要拿到对方的锁，导致死锁。

四.多线程的三大特性

4.1可见性

当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。

若两个线程在不同的cpu，那么线程1改变了i的值还没刷新到主存，线程2又使用了i，那么这个i值肯定还是之前的，线程1对变量的修改线程没看到这就是可见性问题。 

4.2原子性

即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。

一个很经典的例子就是银行账户转账问题：
比如从账户A向账户B转1000元，那么必然包括2个操作：从账户A减去1000元，往账户B加上1000元。这2个操作必须要具备原子性才能保证不出现一些意外的问题。

我们操作数据也是如此，比如i = i+1；其中就包括，读取i的值，计算i，写入i。这行代码在Java中是不具备原子性的，则多线程运行肯定会出问题，所以也需要我们使用同步和lock这些东西来确保这个特性了。

原子性其实就是保证数据一致、线程安全一部分，

4.3有序性

程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

一般来说处理器为了提高程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致，但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。如下：

int a = 10;    //语句1

int r = 2;    //语句2

a = a + 3;    //语句3

r = a*a;     //语句4

则因为重排序，他还可能执行顺序为 2-1-3-4，1-3-2-4
但绝不可能 2-1-4-3，因为这打破了依赖关系。
显然重排序对单线程运行是不会有任何问题，而多线程就不一定了，所以我们在多线程编程时就得考虑这个问题了。

五.Volatile

5.1java的内存模型

 

• 主内存

  主要存储的是Java实例对象，所有线程创建的实例对象都存放在主内存中，不管该实例对象是成员变量还是方法中的本地变量(也称局部变量)，当然也包括了共享的类信息、常量、静态变量。由于是共享数据区域，多条线程对同一个变量进行访问可能会发现线程安全问题。

• 工作内存

  主要存储当前方法的所有本地变量信息(工作内存中存储着主内存中的变量副本拷贝)，每个线程只能访问自己的工作内存，即线程中的本地变量对其它线程是不可见的，就算是两个线程执行的是同一段代码，它们也会各自在自己的工作内存中创建属于当前线程的本地变量，当然也包括了字节码行号指示器、相关Native方法的信息。注意由于工作内存是每个线程的私有数据，线程间无法相互访问工作内存，因此存储在工作内存的数据不存在线程安全问题。

若同时又两个线程调用同一个同一个对象的同一个方法，那么两个线程会先将需要操作的数据拷贝一份到工作内存中，待执行完毕后再将数据刷新到主内存，所以就有了一个线程对另一个线程可见，但是由于这种机制有可能当一个线程没有及时将修改过的数据刷新到主内存中，所以就会出现线程安全的问题。

 5.2什么是Volatile

Volatile 关键字的作用是变量在多个线程之间可见

class ThreadVolatileDemo extends Thread {
    public    boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("开始执行子线程....");
        while (flag) {
        }
        System.out.println("线程停止");
    }
    public void setRuning(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

}

public class ThreadVolatile {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadVolatileDemo threadVolatileDemo = new ThreadVolatileDemo();
        threadVolatileDemo.start();
        Thread.sleep(3000);
        threadVolatileDemo.setRuning(false);
        System.out.println("flag 已经设置成false");
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(threadVolatileDemo.flag);

    }
}

 

 flag已经被设置成了false，但是代码没有停止

修改代码

从新运行代码

 

程序停止

作用：将修改过的数据强制刷新到主内存中，但是Volatile不保证数据的原子性（即不能保证线程安全）