2022-08-03 第二小组 张鑫 学习笔记

实训二十六天 多线程

1.学习重点

1.锁

2.线程重入

3.方法总结

2.学习心得

人麻了，理论知识真是不好理解啊，有些时候看代码真的看不懂为什么可以直接调用或者写在括号里，还是以前的知识学的不够扎实，找时间一定好好复习

3.学习内容

锁

synchronized多线程并发编程

重量级锁。jdk1.6对synchronized进行了优化
jdk1.6为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗引入了偏向锁和轻量锁

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synchronized三种方式加锁。分别是：

• 修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码之前要获得当前实例的锁
• 静态方法，作用于当前类对象加锁，进入同步代码之前要获得当前类对象的锁
• 代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码块之前要获得给定对象的锁

实例方法：调用该方法的实例
静态方法：类对象
this:调用该方法的实例对象
类对象：类对象
操作共享数据的代码
共享数据，多个线程共同操作的变量，都可以充当锁

public class  Ch01 {
    public static void main(String[] args) {
        //同步代码块
        //创建一个对象
        //类对象
        //当前实例this
        //同步监视器
        synchronized (Ch01.class){
            int a=1;
        }
    }
}

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当使用同步方法时，synchronized锁的东西是this（默认的）

关于同步方法

1.同步方法依然涉及到同步锁对象，不需要我们写出来
2.非静态的同步方法，同步锁就是this

静态的同步方法，同步监视器就是类本身

同步代码块

1.选好同步监视器（锁）推荐使用类对象，第三方对象，this
2.在实现接口创建的线程类中，同步代码块不可以用this来充当同步锁

同步的方式，解决线程安全的问题。
操作同步代码时，只有一个线程能够参与，其他线程等待。
相当于一个单线程的过程，效率低。
synchronized只针对于当前JVM可以解决线程安全问题。
synchronized不可以跨JVM解决问题！！！

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死锁

死锁是这样一种情形：多个线程同时被阻塞，他们中的一个或者全部
都在等待某个资源的释放，由于线程无限期的阻塞，程序就不可能正常终止。

java死锁产生四个必要条件

• 互斥使用，当资源被一个线程使用（占用），别的线程不能使用。
• 不可抢占，资源请求者不能强制从占有者中抢夺资源，资源只能从占有者手动释放
• 请求和保持，
• 循环等待，存在一个等待队列。P1占有P2的资源，P2占有了P3的资源，P3占有P1的资源。形成了一个等待环路。

线程重入

任意线程在拿到锁之后，再次获取该锁不会被该锁所阻碍
线程不会被自己锁死的。
这就叫线程的重入，synchronized可重入锁。

JDK1.6以后锁升级：
1.无锁：不加锁
2.偏向锁：不锁锁，只有一个线程争夺时，偏向某一个线程，这个线程不加锁
3.轻量级锁：少量线程来了之后，向尝试自旋，不挂起线程。
4.重量级锁：排队挂起（暂停）线程。（synchronized）

挂起线程和恢复线程需要转入内核态中完成这些操作，给系统的并发性带来很大的压力。
在许多应用上共享数据的锁定状态，只会持续很短的时间，为了这段时间去挂起和恢复并不值得
我们可以让后面的线程等待一下，不要放弃处理器的执行时间。锁为了让线程等待，我们只需要让线程
执行一个循环，自旋。【自旋锁】

hashcode值1 0

public class Ch05 {

    private static final Object M1 = new Object();
    private static final Object M2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (M1) {
                synchronized (M2) {
                    synchronized (M1) {
                        synchronized (M2){
                            System.out.println("hello lock");
                        }
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

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Object类对多线程的支持

• wait():
• wait(long timeout):当前线程进入等待状态
• notify()：唤醒正在等待的下一个线程
• notifyAll()：唤醒正在等待的所有线程

线程间的通信
比如两条线程，共同运行。
线程A如果先走，线程B就要等待。等待线程A走完，唤醒线程B，线程B再走

public class Ch01 {

    private static int num = 10;

    private static final Object OBJ = new Object();

    public static void plus(int code,int i) {
        synchronized (OBJ) {
            if(num >= 10){
                // 唤醒其他等待的线程
//               OBJ.notify();
                // 唤醒所有等待的线程
                OBJ.notifyAll();
            }
            System.out.println("这是线程" + code + "->" + ++num + "->" + i);
        }
    }
    public static void sub(int code,int i) {
        synchronized (OBJ) {
            if(num <= 0){
                try {
                    // 减法上来就是等待的状态
                    OBJ.wait(200);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.println("这是线程" + code + "->" + --num + "->" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0;; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(5);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                sub(1,i);
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0;; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                plus(2,i);
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();

        System.out.println("--------------------------------------------------");
    }
}

方法总结

1.Thread的两个静态方法

• sleep释放CPU资源，但是不会释放锁
• yield方法释放CPU执行权，保留了CPU的执行资格，不常用。

2.join方法，yield出让了执行权，join就加入进来。

3.wait：释放CPU资源，释放锁

• notify：唤醒等待中的线程
• notifyAll：唤醒等待中的所有线程

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案例

生产者与消费者模型
两条线程，一条线程生产产品，另一条线程消费产品
思路：
这两条线程，初始状态是什么情况？
电脑工厂，生产电脑是需要时间。生产完毕100台电脑。
    唤醒这些等待的消费者。等待。唤醒工厂，继续生产
消费者，等待，被唤醒，100台电脑都卖出去了，等待

class Factory implements Runnable {

    @Override
    public void run() {

        synchronized (Ch02.OBJ){
            while(true){
                // 生产电脑
                System.out.println("工厂生产电脑，已经生产了：" + Ch02.count ++ + "台！");
                if(Ch02.count >= 100) {
                    notifyAll();
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

class Consumer implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        synchronized (Ch02.OBJ){
            while(true){
                if(Ch02.count >= 0){
                    // 消费电脑
                    System.out.println("消费者消费了1台电脑，剩余：" + Ch02.count-- + "台！");
                }
                if(Ch02.count <= 0){
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    notifyAll();
                }
            }

        }
    }
}

public class Ch02 {

    public static final Object OBJ = new Object();

    public static int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new Factory());
        Thread t2 = new Thread(new Consumer());

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

线程的退出

使用退出标志，线程正常退出，run方法结束后线程终止
不要使用stop方法。
System.exit(-1)

class MyThread extends Thread {

    volatile boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while(flag) {
            try {
                System.out.println("线程一直在运行...");
                int i = 10 / 0;
            } catch (Exception e) {
                this.stopThread();
            }
        }
    }
    public void stopThread() {
        System.out.println("线程停止运行...");
        this.flag = false;
    }
}

public class Ch03 {

    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();
    }
}

interrupt方法

中断线程
调用interrupt方法会抛出InterruptedException异常，
捕获后再做停止线程的逻辑即可。
如果线程while(true)运行的状态，interrupt方法无法中断线程。

class MyThread02 extends Thread {

    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while(flag) {
            synchronized (this){
//                try {
//                    wait();
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
                try {
                    sleep(10000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    this.stopThread();
                }
            }
        }
    }
    public void stopThread() {
        System.out.println("线程停止运行...");
        this.flag = false;
    }
}
public class Ch04 {

//    public void show() {
//        try {
//            wait();
//            // 线程异常终止     异常
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }
//    }

    public static void main(String[] args) {
        MyThread02 myThread02 = new MyThread02();
        myThread02.start();

        System.out.println("线程开始...");

        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 中断线程的执行
        myThread02.interrupt();
    }
}

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线程的常用方法

Thread类中的方法
1.start：启动当前线程；执行run方法
2.run：
3.currentThread：静态方法，获取当前正在执行的线程
4.getId()：返回此线程的唯一标识
5.setName(String)：设置当前线程的name
6.getName()：获取当前线程的name
7.getPriority()：获取当前线程的优先级
8.setPriority(int)：设置当前线程的优先级
9.getState()：获取当前线程的声明周期
10.interrupt()：中断线程的执行
11.interrupted()：查看当前线程是否中断

---

案例
CarConsumer类

public class CarConsumer implements Runnable {

    private Car car;

    public CarConsumer() {
    }

    public CarConsumer(Car car) {
        this.car = car;
    }

    @Override
    public synchronized void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            try {
                Thread.sleep(20);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            car.get();
        }

    }
}

CarProduction

public class CarProduction implements Runnable {

    private Car car;

    public CarProduction() {
    }

    public CarProduction(Car car) {
        this.car = car;
    }

    @Override
    public synchronized void run() {
        for (int i = 1; i <= 100 ; i++) {
            try {
                Thread.sleep(20);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if(i % 2 == 0){
                car.set("汽车" + i,i);
            }else {
                car.set("卡车" + i,i);
            }
        }
    }

}

Car

public class Car {

    private String name;
    private Integer id;

    private boolean flag = false;

    public Car() {
    }

    public Car(String name, Integer id) {
        this.name = name;
        this.id = id;
    }

    // 买车
    public synchronized void get() {
        if(!flag) {
            // 要等待汽车的生产
            try {
                super.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("购买了汽车" + this.name + "->" + this.id);
        flag = false;
        super.notify();
    }
    // 产车
    public synchronized void set(String name,Integer id){
        if(flag) {
            try {
                super.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        this.name = name;
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        this.id = id;
        System.out.println("生产了汽车：" + name + "->" + id);
        flag = true;
        super.notify();
    }
}

实现类

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        CarProduction carProduction = new CarProduction(car);
        CarConsumer carConsumer = new CarConsumer(car);

        new Thread(carConsumer).start();
        new Thread(carProduction).start();
    }


}