Java多线程

1、线程的创建

1、Thread

自定义线程类继承Thread类
重写run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start()方法启动线程

package com.yehuan.demo01;

//创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start开启线程

//总结：注意，线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行
public class TestThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码-----"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程，主线程

        //创建一个线程对象
        TestThread testThread1 = new TestThread();

        //调用start()方法开启线程
        testThread1.start();

        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程----"+i);
        }
    }
}

案例：网图下载（lib中引入了commons-io）

package com.yehuan.demo01;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

//练习Thread，实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread {
    private String url; //网络图片地址
    private String name; //保存的文件名

    public TestThread2(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.download(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://img.youpin.mi-img.com/ferriswheel/2b1aac43_8370_4641_956d_3e25a284d150.jpeg@base@tag=imgScale&F=webp&h=1180&q=90&w=2560", "1.jpg");
        t1.start();
    }
}

class WebDownloader{
    //下载方法
    public void download(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
        }
    }
}

2、Runnable接口

定义MyRunnable类实现Runnable接口
实现run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start()方法启动线程

推荐使用Runnable对象，因为Java单继承的局限性

package com.yehuan.demo01;

//创建线程方式2：实现Runnable接口，重写run方法，执行线程需要丢入runnable接口实现类，调用start方法
public class TestThread3 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码-----"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        //创建runnable接口的实现类对象
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理
//        Thread thread = new Thread(testThread3);
//        thread.start();
        //上面两行代码可以整合为
        new Thread(testThread3).start();

        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程----"+i);
        }
    }
}

3、小结

继承Thread类
- 子类继承Thread类具备多线程能力
- 启动线程：子类对象.start()
- 不建议使用：避免OOP单继承局限性
实现Runnable接口
- 实现接口Runnable具有多线程能力
- 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
- 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

例子：多个线程买票

发现问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱。（并发问题）

package com.yehuan.demo01;

//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子

//发现问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱。
public class TestThread4 implements Runnable {
    //票数
    private int ticketNum = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if(ticketNum <= 0) {
                break;
            }
            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNum--+"票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket = new TestThread4();
        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛").start();
    }
}

案例：龟兔赛跑

首先来个赛道距离，然后要离终点越来越近
判断比赛是否结束
打印出胜利者
龟兔赛跑开始
故事中是乌龟赢的，兔子需要睡觉，所以我们模拟兔子睡觉
终于，乌龟赢得比赛

package com.yehuan.demo01;

//龟兔赛跑

public class Race implements Runnable {
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            //模拟兔子休息
            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i % 10 == 0){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            //如果比赛结束了，就停止程序
            if(flag){
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->跑了" + i + "步");
        }

    }
    public boolean gameOver(int steps) {
        //判断是否有胜利者
        if(winner != null) {
            return true;
        }
        if (steps >= 100){
            winner = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println("winner is " + winner);
            return true;
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();
        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}

实现Callable接口（了解）

实现Callable接口，需要返回值类型
重写call方法，需要抛出异常
创建目标对象
创建执行服务：ExecutorService ser = ExecutorService.newFixedThreadPool(1)
提交执行：Future result = set.submit(t1);
获取结果：boolean r1 = result1.get()
关闭服务：ser.shutdownNow();

演示：利用callable改造下载图片案例

package com.yehuan.demo02;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;

//线程创建方式三：实现callable接口
/*
callable的好处
1.可以定义返回值
2.可以抛出异常
 */
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    private String url;
    private String name;

    public TestCallable(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public Boolean call() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.download(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为："+name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://img.youpin.mi-img.com/ferriswheel/2b1aac43_8370_4641_956d_3e25a284d150.jpeg@base@tag=imgScale&F=webp&h=1180&q=90&w=2560", "1.jpg");
        //创建执行服务：
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);

        //提交执行
        Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);

        //获取结果
        boolean rs1 = r1.get();
        System.out.println(rs1);

        //关闭服务
        ser.shutdownNow();
    }

}
//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    public void download(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
        }
    }
}

2、静态代理

案例：

package com.yehuan.lambda;


//静态代理模式总结：
//真实对象和代理对象都要实现同一个接口
//代理对象要代理真实角色

//好处：
    //代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
    //真实对象专注做自己的事情
public class StacticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        You you = new You();//你要结婚
        new Thread(()-> System.out.println("我爱你")).start();

        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();
//        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(you);
//        weddingCompany.HappyMarry();
    }
}

interface Marry{
    void HappyMarry();
}
//真实角色，你去结婚
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("要结婚了，很开心！！");
    }
}

//代理角色，帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry{
    //代理-->真实目标角色
    private Marry target;

    public WeddingCompany(Marry target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();//这就是真实对象
        after();
    }

    private void after() {
        System.out.println("结婚后，收尾款");
    }

    private void before() {
        System.out.println("结婚前，布置现场");
    }
}

3、Lamda表达式

为什么要使用lambda表达式

避免匿名内部类定义过多
可以让你的代码看起来很简洁
去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑

理解：

理解Function Interface（函数式接口）是学习Java8 lambda表达式的关键所在
函数式接口的定义：
- 任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口
```
public interface Runnable{
	public abstract void run();
}
```
- 对于函数式接口，我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象。

推导lambda表达式：

package com.yehuan.lambda;

/*
推导lambda表达式
 */
public class TestLambda1 {

    //3.静态内部类
    static class Like2 implements ILike{
        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("i like lambda2");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ILike like = new Like();//利用接口创建实现类
        like.lambda();

        like = new Like2();
        like.lambda();

        //4.局部内部类
        class Like3 implements ILike{
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda3");
            }
        }

        like = new Like3();
        like.lambda();

        //5.匿名内部类，没有类的名称，必须借助接口或者父类
        like = new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda4");
            }
        };
        like.lambda();

        //6.用lambda简化
        like = ()->{
            System.out.println("i like lambda5");
        };
        like.lambda();
    }
}

//1.定义一个函数式接口
interface ILike{
    void lambda();
}

//2.实现类
class Like implements ILike{
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("i like lambda");
    }
}

lambda表达式简化：

package com.yehuan.lambda;

public class TestLambda2 {


    public static void main(String[] args) {
        ILove love = null;
        //1.lambda表达式简化
        love = (int a,int b)-> {
                System.out.println("i love you--->"+a);
        };
        //简化1.参数类型
        love = (a,b)->{
            System.out.println("i love you--->"+a);
        };

        //简化2.简化括号
        love = (a,b) -> {
            System.out.println("i love you--->"+a);
            System.out.println("i love you--->"+b);
        };

        //简化3.去掉花括号
        //love = (a,b) -> System.out.println("i love you--->"+a);

        //总结：
            //lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化成为一行，如果有多行，那么就用代码块包裹。
            //前提是接口为函数式接口
            //多个参数也可以去掉参数类型，要去掉就都去掉，必须加上括号


        love.love(521,502);

    }
}

interface ILove{
    void love(int a,int b);
}

4、线程状态

5大状态：

创建状态：new了一个线程对象
就绪状态：调用start()方法
运行状态：获得CPU资源
阻塞状态：等待用户输入线程休眠等
死亡状态：线程自然执行完毕，外部干涉终止线程

1.停止线程

不推荐使用JDK提供的stop()、destroy()方法。【已废弃】
推荐线程自己停下来
建议使用一个标准位进行终止变量当flag = false，则终止线程运行

package com.yehuan.state;

//测试stop
//1.建议线程正常停止--->利用次数，不建议死循环。
//2.建议使用标准位-->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.设置一个标识符
    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(){
        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){
                //调用自己写的stop方法切换标志位，让线程停止
                testStop.stop();
                System.out.println("线程该停止了");
            }
        }
    }
}

2.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存在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
每个对象都有一个锁，sleep不会释放锁

演示：倒计时

package com.yehuan.state;


import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class TestSleep2 {
    public static void main(String[] args) {
        Date start =  new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前时间
        while(true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(start));
                start = new Date(System.currentTimeMillis());//更新当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

    //模拟倒计时
    public static void tenDown(){
        int num = 10;
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(num--);
            if (num <= 0){
                break;
            }
        }
    }
}

3.线程礼让（yield）

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.yehuan.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();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束执行");
    }
}

结果：

a线程开始执行
b线程开始执行
b线程结束执行
a线程结束执行

4.Join

Join 合并线程，待此线程执行完成后，再执行其它线程，其它线程阻塞
可以现象成插队

package com.yehuan.state;

//测试join，可看作插队
public class TestJoin implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("线程vip来了"+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();

        //主线程
        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            if (i == 200){
                    thread.join();
            }
            System.out.println("main"+i);
        }
    }
}

5.线程状态观测

Thread.getState
线程中断或者结束，一旦进入死亡状态，就不能再次启动

package com.yehuan.state;

//观察测试线程状态
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
        }

    }
}

结果：

NEW
RUNNABLE
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
.
.
.
TIMED_WAITING
///////
TERMINATED

5.线程优先级

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)

优先级的设定建议再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，都是看CPU的调度

package com.yehuan.state;

//测试线程优先级
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);
        Thread t2 = new Thread(myPriority);
        Thread t3 = new Thread(myPriority);
        Thread t4 = new Thread(myPriority);
        Thread t5 = new Thread(myPriority);
        Thread t6 = new Thread(myPriority);

        //先设置优先级，再启动
        t1.start();

        t2.setPriority(1);
        t2.start();

        t3.setPriority(4);
        t3.start();

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//MAX_PRIORITY=10
        t4.start();

    }
}

class MyPriority implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

6.守护（daemon）线程

线程分为用户线程和守护线程
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，后台操作日志，监控内存，垃圾回收等...

package com.yehuan.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表示是用户线程，正常的线程都是用户线程。。。

        thread.start();//上帝守护线程启动

        new Thread(you).start();//你，用户线程启动。。
    }
}

//上帝
class God implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            System.out.println("上帝永远保佑着你！！");
        }
    }
}

//你
class You implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("你开心的活着");
        }
        System.out.println("========GoodBye World!!!========");
    }
}

5.线程同步

多个线程操作同一个资源

并发:同一个对象被多个线程同时操作
形成条件：队列和锁
锁机制（synchronized）
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。

1.三大不安全案例

不安全的买票：

package com.yehuan.syn;

//不安全的买票
//线程不安全
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station,"苦逼的我").start();
        new Thread(station,"牛逼的你").start();
        new Thread(station,"可恶的黄牛党").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable {
    //票
    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;//外部停止方式

    @Override
    public void run() {
        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"+ticketNums--);
    }


}

不安全的取钱：

package com.yehuan.syn;

//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("结婚基金", 100);

        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account, 100, "girlFriend");

        you.start();
        girlFriend.start();
    }
}

//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名

    public Account(String name, int money) {
        this.name = name;
        this.money = money;
    }
}

//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if(account.money - drawingMoney < 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
            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 = 余额 - 你取的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney = nowMoney+drawingMoney;

        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);
    }
}

线程不安全的集合：

package com.yehuan.syn;

import java.sql.Array;
import java.util.ArrayList;

//线程不安全的集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() -> {
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

2.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一套机制，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：若将一个大的方法声明为synchronized将会影响效率

package com.yehuan.syn;

//不安全的买票
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station,"苦逼的我").start();
        new Thread(station,"牛逼的你").start();
        new Thread(station,"可恶的黄牛党").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable {
    //票
    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;//外部停止方式

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //synchronized 同步方法，锁的是this
    public synchronized 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"+ticketNums--);
    }


}

3.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，就是这个对象的本身，或者是class【反射中讲解】
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
第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问
第一个线程访问完毕，解锁同步监视器
第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问

package com.yehuan.syn;

//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("结婚基金", 100);

        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account, 100, "girlFriend");

        you.start();
        girlFriend.start();
    }
}

//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名

    public Account(String name, int money) {
        this.name = name;
        this.money = money;
    }
}

//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    //取钱
    //synchronized 默认锁的是this
    @Override
    public void run() {
        //锁的对象就是变化的量，需要增删改的对象
        synchronized (account){
            //判断有没有钱
            if(account.money - drawingMoney < 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
                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 = 余额 - 你取的钱
            account.money = account.money - drawingMoney;
            //你手里的钱
            nowMoney = nowMoney+drawingMoney;

            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);
        }
    }
}

package com.yehuan.syn; 

import java.util.ArrayList;

//线程安全的集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() -> {
                synchronized (list) {
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

扩展：

package com.yehuan.syn;

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

//测试JUC安全类型的集合
public class TestJUC {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() -> {
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

4.死锁

多个线程各自占有一些共享资源，并且相互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被阻塞时，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：若干个进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

只要想办法打破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁

package com.yehuan.thread;

//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, "灰姑娘");
        Makeup g2 = new Makeup(1, "白雪公主");

        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; //使用化妆品的人

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


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

    //化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对法的资源
    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){//获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
            }
            synchronized (lipstick){//一秒钟后想获得口红
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
            }
        }
    }
}

5.Lock（锁）

ReentrantLock（可重入锁）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，可以显示加锁、释放锁。

package com.yehuan.gaoji;


import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

//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 {
    int ticketNum = 10;

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

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

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

        }
    }
}

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）

6.线程协作

生产者消费者问题：

解决方式一：管程法

package com.yehuan.gaoji;

//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
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container = new SynContainer();
        new Productor(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}

//生产者
class Productor extends Thread {
    SynContainer container;
    public Productor(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread {
    SynContainer container;
    public Consumer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了-->"+container.pop().id+"只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int id; //产品编号

    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer{
    //需要一个容器大小
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];
    //容器计数器
    int count = 0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        //如果容器满了，就需要等待消费者消费
        if(count == chickens.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
        chickens[count] = chicken;
        count++;

        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //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--;
        Chicken chicken = chickens[count];

        //吃完了，通知生产者生产
        this.notifyAll();

        return chicken;

    }
}

解决方式二：信号灯法

package com.yehuan.gaoji;

//测试生产者消费者问题2：信号灯法，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：记录美好生活");
            }
        }
    }
}


//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{
    //演员表演时，观众等待     T
    //观众观看时，演员等待    F
    String voice;//表演的节目
    boolean flag = true;
    //表演
    public synchronized void play(String voice){
        if(!flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演了："+voice);
        //通知观众观看
        this.notifyAll();//通知唤醒
        this.voice = voice;
        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："+voice);
        //通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag = !this.flag;
    }
}

7.使用线程池

package com.yehuan.gaoji;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

//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);

        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());

        //2.关闭连接
        service.shutdownNow();
    }

}

class MyThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

8.总结

package com.yehuan.gaoji;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class ThreadNew {
    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 @ 2025-02-20 17:23 昼冷夜欢阅读(2) 评论(0) 编辑收藏举报

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