多线程

多线程java.Thread

一个进程可以有多个线程(视频中的声音图像字幕)

1.1线程创建

  1. Thread class(继承Thread类)重点

  2. Runnable接口(实现Runnable接口)重点

  3. Callable接口 (实现Callable接口)

//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 testThread1 extends Thread{
   @Override
   public void run() {
       super.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
       testThread1 testThread1 = new testThread1();
       //调用start方法
       testThread1.start();

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

      }
  }

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;//保存文件名

   public testThread2(String url,String name){
       this.url=url;
       this.name=name;
  }

//下载现成的执行体
   @Override
   public void run() {
       WebDownloader webDownloader=new WebDownloader();
       webDownloader.downloader(url,name);
       System.out.println("下载了文件名为:"+name);
  }

   public static void main(String[] args) {
       //主线程
       testThread2 t1=new testThread2("https://pic.cnblogs.com/avatar/2901755/20220609215611.png","1.jpg");
       testThread2 t2=new testThread2("https://pic.cnblogs.com/avatar/2901755/20220609215611.png","2.jpg");
       testThread2 t3=new testThread2("https://pic.cnblogs.com/avatar/2901755/20220609215611.png","3.jpg");
       //理想中先下载1
       t1.start();//调用start开启线程
       //2
       t2.start();
       //3,现实是同时执行每次先执行的都不同
       t3.start();
  }
}

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

实现Runnable接口

另一种方法来创建一个线程是声明实现类Runnable接口。 那个类然后实现了run方法。 然后可以分配类的实例,在创建Thread时作为参数传递,并启动。 这种其他风格的同一个例子如下所示:

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();
       //创建一个线程对象,通过线程对象来开启我们的线程,代理
       //调用start方法
       new Thread(testThread3).start();


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

      }

  }
}

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

初始并发问题

//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子
//发现问题,多个线程操作通通一个资源的情况下,数据紊乱
public class testThread4 implements Runnable{

   //票数
  private int ticketNums = 10;



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

   public static void main(String[] args) {
       testThread4 ticket=new testThread4();

       new Thread(ticket,"小米").start();
       new Thread(ticket,"老师").start();
       new Thread(ticket,"黄牛").start();
  }

}

案例 龟兔赛跑

//练习龟兔赛跑案例
//首先需要一个赛道距离,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
//故事中乌龟赢了,兔子睡觉,模拟兔子睡觉
//终于,乌龟赢得了比赛
public class Race  implements Runnable{

   //胜利者
   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);
           //如果比赛结束就停止程序
           if (flag){
               break;
          }
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");

      }
  }
   //判断是否完成比赛
   private boolean gameOver(int steps){
       //判断是否有胜利者
       if (winner!=null){//已经存在胜利者
           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

  1. 实现Callable接口,需要返回值

  2. 重写call方法,需要抛出异常

  3. 创建目标对象

  4. 创建执行服务

  5. 提交执行

  6. 获取结果

  7. 关闭服务

import java.util.concurrent.*;
//穿件方式三:实现Callable接口
/**
*Callable的好处:可以定义返回值
* 可以抛出异常
*/
public class testCallable implements Callable<Boolean> {
   //练习Thread,实现多线程同步下载图片


       private String url;//网络图片地址
       private String name;//保存文件名

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

       //下载现成的执行体
       @Override
       public Boolean call() {
           WebDownloader webDownloader=new WebDownloader();
           webDownloader.downloader(url,name);
           System.out.println("下载了文件名为:"+name);
           return true;
      }

       public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
           //主线程
           com.wang.thread.testCallable t1=new com.wang.thread.testCallable("https://pic.cnblogs.com/avatar/2901755/20220609215611.png","1.jpg");
           com.wang.thread.testCallable t2=new com.wang.thread.testCallable("https://pic.cnblogs.com/avatar/2901755/20220609215611.png","2.jpg");
           com.wang.thread.testCallable t3=new com.wang.thread.testCallable("https://pic.cnblogs.com/avatar/2901755/20220609215611.png","3.jpg");
          //创建执行服务:ExecutorService Executors 新的类
           ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
           //提交执行:
           Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);
           Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);
           Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);
           //获取结果
           boolean rs1 = r1.get();
           boolean rs2 = r2.get();
           boolean rs3 = r3.get();
           //关闭服务
           ser.shutdownNow();


      }
  }

静态代理模式

//静态代理模式总结
//真是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是对象做不了的事情
//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(new You());
       //weddingCompany.HappyMarry();
  }

}
interface Marry{
   void HappyMarry();

}
//真实角色
class You implements Marry{
   @Override
   public void HappyMarry() {
       System.out.println("祁老师要结婚了,超开心");
  }
}
//代理角色 帮助你
class WeddingCompany implements Marry{
   //真实目标对象
   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("结婚之后,收尾款");
  }

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

Lamda表达式

  • 希腊字母表中第十一位的字母,英语名称为Lambda

  • 避免匿名内部类定义过多

  • 其实质属于函数式编程的概念

    简化了程序,去掉了没有意义的代码只留下了核心的逻辑,可以让代码看起来更简洁。

    new Thread(()->System.out.prinln("多线程学习。。")).start();
  • 函数式接口:

    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
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();
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");
}
}

简化练习

public static void main(String[] args) {

ILove love=null;
//简化2 去掉括号
love=a -> {
System.out.println("I Love You-->"+a);
};
//简化3 去掉花括号
love = a -> System.out.println("I Love You"+a);

love.Love(520);
//总结:Lambda表达式,只能有一行代码的情况下,才能简化为一行。
//如果有多行,那么就用代码块包裹,就是花括号{}
//前提必须是函数式接口
//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
}
}
//首先定义一个接口
interface ILove{
void Love(int a);
}

线程状态

  1. 创建状态

    Thread t = new Thread()

    线程对象一旦创建就进入新生状态

  2. 就绪状态

    当调用start()方法,线程立即进入就绪状态,但不意味着立即调度执行

  3. 运行状态

    进入运行状态,线程才真正执行线程体的代码块

  4. 阻塞状态

    当调用sleep,wait或同步锁定时,线程进入阻塞状态,就是代码不往下执行,阻塞事件解除后,重新进入就绪状态,等待cpu调度执行。

  5. 死亡状态

    线程中断或结束,一旦进入死亡状态,就不能再次启动

     

线程方法

  1. setPriority(int newPriority)更改线程的优先级

  2. stact void sleep(long millis)在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠

  3. void join() 等待该线程终止

  4. stact void yield () 暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程

  5. void interrupt()中断线程,别用这个方法

  6. boolean isAlive() 测试线程是否处于活动状态

停止线程

  • 不推荐使用JDK提供的stop(),destroy()方法

  • 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

//测试stop
//1.建议线程自己停止: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.设置一个标志位
   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().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");
}
}
}

}

线程休眠sleep

每个对象都有一把锁,sleep不会释放锁

模拟倒计时

 public static void main(String[] args) {
        try {
            tenDown();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void tenDown() throws InterruptedException {
int num = 10;

while (true){
Thread.sleep(1000);
System.out.println(num--);
if (num<=0){
break;
}
}
}

}

//模拟倒计时
public class TestSleep2 {

    public static void main(String[] args) {
        //打印当前系统时间
        Date startTime = 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(startTime));
                startTime=new Date(System.currentTimeMillis());//更新当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

线程礼让

  • 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

//测试礼让线程
//礼让不一定成功
public class TestYield {

public static void main(String[] args) {
MyYield myYield =new MyYield();
new Thread(myYield,"b").start();
new Thread(myYield,"a").start();
}
}

class MyYield implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始执行");
Thread.yield();//线程礼让
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
}
}

join线程强制执行

  • Join合并线程,待此线程执行完成之后,在执行其他线程,其他线程阻塞

    //测试Join,想象成插队
    public class TestJoin implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 1000; 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();//插队
    }
    System.out.println("main"+i);
    }
    }
    }

    观察线程状态

    //观察测试线程的状态
    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
    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来表示,范围从1-10

Thread.MN_PRIORITY = 1;

Thread.MAX_PRIORITY = 10;

Thread.NORM_PRIORITY = 5;

使用一下方式改变或者获取优先级

getPriority(). setPriority(int xxx)

//测试线程的优先级
public class TestPriority extends Thread{

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,在启动
t1.start();

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

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

t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//MAX_PRIORITY默认最大值
t4.start();

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

守护线程

  • 线程分为守护线程和用户线程

  • 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

    //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

    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("上帝保佑着你");
    }
    }
    }

    //你
    class You implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
    for (int i = 0; i < 36500; i++) {
    System.out.println("你一生都开心的活着");
    }
    System.out.println("-=goodbye!World!==");
    }
    }

线程同步机制

多个线程操作同一资源

  • 并发

    同一个对象被多个线程同时操作

  • 队列

    对象等待池

  • 锁:锁机制(synchronized)

  • 损失性能,性能倒置

线程三大不安全案例

//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) {
        //账户
        Account account = new Account(100,"存款");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"小王");
        Drawing youMather = new Drawing(account,50,"小王妈妈");
        you.start();
        youMather.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{
Account account;//账户
//取了多少钱
int drawingMoney;
//现在手里有多存款
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;
}

try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//银行卡内余额=余额-你取得钱
account.money = account.money-drawingMoney;
//你手里的钱
nowMoney=nowMoney+drawingMoney;
//Thread.currentThread().getName() = this.getName()+Thread
System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
System.out.println(this.getName()+"手里的钱:"+nowMoney);
}
}

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

new Thread(station,"小王").start();
new Thread(station,"小李").start();
new Thread(station,"小张").start();
}
}

class BuyTicket implements Runnable{

//票
private int ticketNums = 10;

boolean flag = true;//停止外部方式

@Override
public void run() {
//买票
while (flag){
try {
buy();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

}

private void buy() throws InterruptedException {
//判断是否有票
if (ticketNums<=0){
flag=false;
return;//没票结束
}
//模拟延时
Thread.sleep(100);
//否则就买票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买到了第"+ticketNums--+"张票");

}
}

//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();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

 

同步方法及同步块,监事的对象是要增删改查的对象

  • 同步方法!!!监事的对象是要增删改查的对象

    由于我们只能通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问,所以我们需要针对方法提出一套机制,这套机制就是synchronize关键字,它包括两种用法:synchronized方法和

    synchronize块

    public synchronized void method(int args){}
    

    synchronize方法控制对象的访问,每个对象对应一把锁,每个synchronize方法都必须获得调用方法的对象的锁才能执行,否则线程会阻塞,方法一旦执行,就该独占该锁,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

    同步方法中无需制定同步监视器,因为同步方法的同步检视器就是this,就是这个对象本身,或者是class【反射中讲解】

  • 同步监视器的执行过程

    1. 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

//不安全的取钱
//两个人去银行取钱,账户
//synchronized默认锁的是本身
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(1000,"存款");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"小王");
        Drawing youMather = new Drawing(account,50,"小王妈妈");

you.start();
youMather.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{
Account account;//账户
//取了多少钱
int drawingMoney;
//现在手里有多存款
int nowMoney;

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

}

//取钱

@Override
public void run() {

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;
}

try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//银行卡内余额=余额-你取得钱
account.money = account.money-drawingMoney;
//你手里的钱
nowMoney=nowMoney+drawingMoney;
//Thread.currentThread().getName() = this.getName()+Thread
System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
System.out.println(this.getName()+"手里的钱:"+nowMoney);
}

}
}

//线程不安全的集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();//因为要网list传入数据,所以锁住list就可以
        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());
    }
}

JUC并发编程

//测试JUC安全类型的集合
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(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

System.out.println(list.size());
}
}

死锁

某个同步块同时拥有“两个以上对象的琐时”就会发生“死锁的问题”

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,都停止的情形

  • 死锁的避免方法

    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,在未使用完之前,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

      以上四种死锁发生的必要条件,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

//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, "公主");
        Makeup g2 = new Makeup(1, "女王");

g1.start();
g2.start();

}
}

//口红
class Lipstick{

}

//镜子
class Mirror{

}

//化妆
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 name;//使用化妆品的人

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

@Override
public void run() {
//化妆
try {
makeup();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//化妆,互相持有对方的锁,就是需要拿到对方的资源
private void makeup() throws InterruptedException {
if (choice==0){
synchronized (lipstick){//获得口红的锁
System.out.println(this.name+"获得口红的锁");
Thread.sleep(1000);

}
synchronized (mirror){//一秒钟后获得镜子
System.out.println(this.name+"一秒钟后获得镜子的锁");

}
}else {
synchronized (mirror){//获得镜子的锁
System.out.println(this.name+"获得镜子的锁");
Thread.sleep(2000);

}
synchronized (lipstick){//一秒钟后获得口红
System.out.println(this.name+"一秒钟后获得口红的锁");
}

}

}

}

Lock锁

显式的同步锁

和synchronize基本一样

ReentrantLock可重入锁 实现了 lock

public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock2 testLock2 = new TestLock2();

//买票的人
new Thread(testLock2).start();
new Thread(testLock2).start();
new Thread(testLock2).start();
}
}

class TestLock2 implements Runnable{

//票
int ticketNums = 10;
//可重复锁ReentrantLock,定义Lock
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

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

try {
lock.lock();//加锁

if (ticketNums>0){
System.out.println(ticketNums--);
}else {
break;
}
}finally {
//解锁
lock.unlock();
}
}
}

线程协作

生产者消费者模式(问题)

  • 假设仓库中只能存放一种产品,生产者将生产出的产品放入仓库,消费者将仓库中的产品取走消费

  • 如果仓库中没有产品,则生产者将产品放入仓库,否则(就是仓库中有产品)停止生产并等待,直到消费者取走产品

  • 如果仓库中放有产品,则消费者取走产品消费,否则(就是仓库中没有产品)消费者停止消费并等待,直到仓库中放有产品为止

这是一个线程同步问题,生产者和消费者共享同一个资源,并且相互依赖,互为条件

  • 对于生产者,没有生产产品之前要通知产品等待,而生产完产品后,要通知消费者消费

  • 对于消费者,在消费完之后,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可组织并发更新同一个共享资源,实现同步

    • synchronize不能用来实现不同线程之间的消费传递(通信)

java提供了几个方法解决线程之间的通讯问题

  • wait()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()唤醒一个处于等待的线程

  • notifyAll()唤醒同一对象上所以调用wait()方法的线程,优先级别高的线程优先调度

注意: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lllegalMonitorStateException

  • 解决方法一

    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,线程,对象,进程)

    • 缓冲区:消费者不能直接使用生产者的数据,他们之间有一个缓冲区

      生产者将产品放入缓冲区,消费者从缓冲区拿出产品

    package com.wang.gaoji;
    

    import java.util.concurrent.Callable;

    //测试消费者和生产者问题,利用缓冲区解决:管程法
    //条件: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{
    //产品编号
    int id;

    public Chicken(int id) {//构造方法
    this.id = id;
    }
    }

    //缓冲区
    class SynContainer {//SynContainer容器

    //需要一个容器大小
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];

    //容器计数器
    int count = 0;
    //需要生产者放入产品
    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){//如果容器满了
    //通知消费者消费,生产等待

    }

    //如果没有满,我们就需要方入产品
    chickens[count]=chicken;
    count++;
    //可以通知消费者消费了
    }

    //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

    }

    //如果可以消费
    count--;
    Chicken chicken =chickens[count];
    //消费完,通知生产者生产
    return chicken;
    }

    }

     

  • 解决方法二

    信号灯法

    true等待

    frise通知消费者消费

    package com.wang.gaoji;
    //测试消费者和生产者问题,利用信号灯法测试,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("广告");
    }
    }
    }
    }

    //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{
    String voice;//表演的节目
    boolean flag =true;//标志位,如果为真演员表演,否则演员等待

    //演员表演,表演时观众等待
    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.notify();//通知唤醒

    this.voice=voice;
    this.flag = !this.flag;//取反

    }

    //观众观看,观看时演员等待
    public synchronized void watch() {
    if (flag) {
    try {
    this.wait();
    } catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    }
    System.out.println("观众观看了"+voice);
    //通知演员表演
    this.notify();//唤醒演员
    this.flag=!this.flag;
    }
    }

线程池

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

好处

  • 提高响应速度

  • 降低资源消耗

  • 便于线程管理:corePoolSize核心池的大小

    maximumPoolSize最大线程数

    keepAliveTime线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

线程池的两个类 :ExecutorService和Executors

  • 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,一般用来执行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``

package com.wang.gaoji;

import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

//测试线程池
public class TestPool {
public static void main(String[] args) {
//1.创建线程池
//newFixedThreadPool(10);参数为线程池大小
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

//2.执行
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());

//3.关闭连接
service.shutdown();

}
}

class MyThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
}
}
}

总结

//回顾总结线程的创建
public class TestThread {
    public static void main(String[] args) {
        new MyThread1().start();

new Thread(new MyThread2()).start();//实现Runnable接口,需要代理类new Thread(new 方法名).start()

FutureTask <Integer>futureTask=new FutureTask(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();
}

}
}

//继承Thread类
class MyThread1 extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread1");
}
}

//实现Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread2");
}
}

//实现Callable接口
class MyThread3 implements Callable<Integer>{//抛出异常

@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("MyThread3");
return 100;
}
}

posted @ 2022-07-28 10:35  懒回顾…  阅读(33)  评论(0)    收藏  举报