2022-08-04 第八组卢睿学习心得

多线程、锁

今日重点

LockSupport工具类
Lock锁
synchronized和Lock的区别
ReentrantReadWriteLock
并发编程三大特性
java.util.concurrent.atomic下,JUC并发编程包
线程池
JDK自带的四种线程池通过Executors提供的
参数的意义
线程池提供了四种拒绝策略
自定义线程池

LockSupport工具类

线程阻塞的工具类。，所有的方法都是静态方法，可以让线程在任意位置阻塞，阻塞之后也有唤醒的方法。
park：停车。如果我们把Thread看成一辆车的话，park就是让车停下
unpark：就是让车启动然后跑起来
这里的park和unpark其实实现了wait和notify的功能。

区别：

park不需要获取某个对象的锁（不释放锁）
因为中断park不会抛出InterruptedException异常，需要在park之后自行判断中断状态，然后做额外的处理。

总结：

park和unpark可以实现wait和notify的功能，但是并不和wait和notify交叉使用。
park和unpark不会出现死锁。
blocker的作用看到阻塞对象的信息

public class Ch01 {

    public static final Object OBJ = new Object();

    public void show() {
        try {
            super.wait();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable = () -> {
            synchronized (OBJ) {
                System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getName() + "】正在执行...");
                // 阻塞
                LockSupport.park("我被阻塞了...");
                if(Thread.currentThread().isInterrupted()){
                    System.out.println("被中断了...");
                }
                System.out.println("继续执行...");
            }
        };
        Thread t1 = new Thread(runnable,"线程一");
        Thread t2 = new Thread(runnable,"线程二");

        t1.start();
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(LockSupport.getBlocker(t1));
        t2.start();
        Thread.sleep(3000);
        // 线程中断
        t1.interrupt();
        // 把t2唤醒
        LockSupport.unpark(t2);
        t1.join();
        t2.join();
    }
}

Lock锁

Lock是一个接口

public class Ch02 {

    public void show() {
        Lock lock = new Lock() {
            @Override
            public void lock() {

            }

            @Override
            public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {

            }

            @Override
            public boolean tryLock() {
                return false;
            }

            @Override
            public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
                return false;
            }

            @Override
            public void unlock() {

            }

            @Override
            public Condition newCondition() {
                return null;
            }
        };
        // 加锁
        lock.lock();
        try {
            // 正常处理业务逻辑
            // 输入输出的操作IO操作
            // 操作的是物理内存
            // 多线程是内存操作
            System.out.println();
        }catch (Exception e){
            // 当出现异常的解决方案
        }finally { // 释放资源，关闭连接，关闭输入输出流
            // 手动释放锁
            lock.unlock();
        }
    }

    public void info() {
        Lock lock = new Lock() {
            @Override
            public void lock() {

            }

            @Override
            public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {

            }

            @Override
            public boolean tryLock() {
                return false;
            }

            @Override
            public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
                return false;
            }

            @Override
            public void unlock() {

            }

            @Override
            public Condition newCondition() {
                return null;
            }
        };
        // 如果拿到了锁
        if(lock.tryLock()){
            try {
                // 正常处理业务逻辑
            }catch (Exception e){
                // 当出现异常的解决方案
            }finally { // 释放资源，关闭连接，关闭输入输出流
                // 手动释放锁
                lock.unlock();
            }
        }else {
            // 如果没有拿到锁，则直接做另外的事情
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        
    }
}

Lock接口的实现类ReentrantLock

ReentrantLock，可重入锁。
实现了Lock接口

synchronized和Lock的区别：

Lock是一个接口，synchronized是一个关键字，是由底层（C）语言实现的。
synchronized发生异常时，会自动释放线程占用的锁不会发生死锁。Lock发生异常，若没有主动释放，极有可能占用资源不放手，需要在finally中手动释放锁。
Lock可以让等待锁的线程响应中断，使用synchronized只会让等待的线程一直等待下去，不能响应中断
Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。

class Ticket implements Runnable {



    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    private static Integer count = 100;

    String name;

    public Ticket(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(Ticket.count > 0){
            lock.lock();
            try {
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                if(count > 0){
                    System.out.println(name + "正在卖票，剩余：" + count + "张！");
                    count--;
                    // count = count - 1;
                }
            }finally {
                lock.unlock();
            }
        }
//        while(true) {
//            try{
//                lock.lock();
//                if(count > 0){
//                    try {
//                        Thread.sleep(150);
//                    } catch (InterruptedException e) {
//                        throw new RuntimeException(e);
//                    }
//                    System.out.println(name + "正在卖票，剩余：" + count + "张！");
//                    count--;
//                }else {
//                    System.out.println("票已售空！");
//                    break;
//                }
//            }finally {
//                lock.unlock();
//            }
//        }

    }
}

public class Ch03 {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket t1 = new Ticket("窗口一");
        Ticket t2 = new Ticket("窗口二");
        Ticket t3 = new Ticket("窗口三");

        new Thread(t1).start();
        new Thread(t2).start();
        new Thread(t3).start();
    }
}

Lock以下功能是synchronized不具备的！

ReentrantReadWriteLock：

对于一个应用而言，一般情况下读操作远远多于写的操作，如果仅仅是读的操作没有写的操作，数据又是线程安全，读写锁给我们提供了一种锁，读的时候可以很多线程一起读，但是不能有线程写，写是独占的，当有线程在执行写的操作，其他线程既不能读，也不能写。

在某些场景下能极大的提升效率！！！

public class Ch04 {

    private static ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

    private static int count = 1;

    public static void main(String[] args) {
        Runnable read = () -> {
            // 创建了一个读锁
            ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = lock.readLock();
            readLock.lock();
            try {
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println("我在读数据：" + count);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                readLock.unlock();
            }
        };
        Runnable write = () -> {
            // 创建了一个写锁
            ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = lock.writeLock();
            writeLock.lock();
            try {
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println("我在写数据：" + count++);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                writeLock.unlock();
            }
        };
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            Random random = new Random();
            int flag = random.nextInt(100);
            System.out.println("生成的随机整数：" + flag);
            if(flag > 20){
                new Thread(read).start();
            }else {
                new Thread(write).start();
            }
        }
    }
}

lock锁的原理cas和aqs

synchronized是由C语言实现的，只能作为关键字来使用
java提供了一些并发的编程的包，底层的实现原理cas和aqs

并发编程三大特性：

原子性：原子操作可以是一个步骤，也可以是多个步骤，但是顺序不能乱，也不可以被切割只执行其中的一部分，将整个操作视为一个整体。
原子性不仅仅是多行代码，也可能是多条指令。
可见性
有序性

synchronized lock：可以保证原子性、可见性、有序性。

CAS:compare and swap

比较并交换。JDK11改成了compare and set。
思路:就是给一个元素赋值的时候，先看看内存里的那个值到底变没变。

AQS：抽象队列同步器，用来解决线程同步执行的问题。它是一个双向链表

java.util.concurrent.atomic下,JUC并发编程包

原子类Atomic

基本类型

AtomicInteger：整型原子类
AtomicLong：长整型原子类
AtomicBoolean：布尔型原子类

数组类型

AtomicLongArray：长整型数组原子类
AtomicIntegerArray：整型数组原子类
AtomicReference：引用数据类型原子类

public class Ch06 {

    private static AtomicInteger adder = new AtomicInteger();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int a = 10;
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                adder.getAndIncrement();
            });
            thread.start();
            // 阻塞
            thread.join();
        }
        System.out.println("a:" + a);
        System.out.println("aaa：" + adder.get());
    }
}

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

class Ticket2 implements Runnable {

    private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(100);

    String name;

    public Ticket2(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(Ticket2.count.intValue() > 0){
            System.out.println(name + "正在卖票，剩余：" + count.getAndDecrement());
            if(Ticket2.count.intValue() == 0){
                System.out.println("票已售空！！");
                break;
            }
        }
    }
}
public class Ch07 {

    public static void main(String[] args) {
        Ticket2 t1 = new Ticket2("窗口一");
        Ticket2 t2 = new Ticket2("窗口二");
        Ticket2 t3 = new Ticket2("窗口三");

        new Thread(t1).start();
        new Thread(t2).start();
        new Thread(t3).start();
    }
}

线程池

为什么要使用线程池

降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低创建和销毁线程造成的资源消耗
提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
提过线程的可管理性。线程比较稀缺的资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，
还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

JDK自带的四种线程池通过Executors提供的。

newCachedThreadPool：创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可以灵活回收空闲线程，若无可回收，创建新线程。
newFixedThreadPool：创建一个定长的线程池，可以控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool：创建一个定长的线程池，支持定时及周期性任务执行
newSingleThreadExecutor：创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有的任务按照指定顺序执行

这四种线程池的初始化都调用了同一个构造器：

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                   int maximumPoolSize,
                   long keepAliveTime,
                   TimeUnit unit,
                   BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                  ThreadFactory threadFactory,
                  RejectedExecutionHandler handler)

参数的意义（重要）：

corePoolSize：线程池里线程的数量，核心线程池大小
maximumPoolSize：指定了线程池里的最大线程数量
keepAliveTime：当线程池线程数量大于corePoolSize，多出来的空闲线程，多长时间被销毁
unit：时间单位
workQueue：任务队列，用于存放提交但是尚未被执行的任务
threadFactory：线程工厂，用来创建线程，线程工厂就是我们new线程的
handler：拒绝策略，是将任务添加到线程池中时，线程池拒绝该任务多采取的相应的措施。

常见的工作队列

ArrayBlockingQueue：基于数组的有界阻塞队列。FIFO。
LinkedBlockingQueue：基于链表的有界阻塞队列。FIFO

线程池提供了四种拒绝策略：

AbortPolicy：直接抛出异常，默认的策略。
CallerRunPolicy：用调用者所在的线程来执行任务
DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列中最靠前的任务，并执行当前任务
DiscardPolicy：直接丢弃任务

public class Ch01 {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

        Runnable taskOne = () -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "taskOne...");
        };

        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

        ExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);

        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

        for (int i = 0; i < 40; i++) {
            fixedThreadPool.submit(taskOne);
        }
    }
}

自定义线程池

public class Ch02 {

    private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);

    private final ThreadGroup group;

    private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);

    private final String namePrefix;

    Ch02(String name){
        SecurityManager s = System.getSecurityManager();
        group = (s != null) ? s.getThreadGroup() : Thread.currentThread().getThreadGroup();

        namePrefix = name + "-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-";
    }

    Ch02(){
        this("default");
    }

    public Thread newThread(Runnable r){
        // 就是在创建线程
        Thread t = new Thread(group,r,namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),0);

        if(t.isDaemon()){
            t.setDaemon(false);
        }
        if(t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY){
            t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
        }
        return t;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Ch02 ch02 = new Ch02();
        ch02.newThread(()->{
            System.out.println("自定义线程池创建的线程...");
        }).start();
    }

}

总结

创建线程的4种方式*****
线程同步（synchronized,ReentrantLock,ReentrantReadWriteLock）*****
线程之间的通信（wait，notify，notifyAll）*****
线程类的常用方法***

指令重排，线程争抢，可见性，原子性，volatile关键字

小练习

两个线程轮流打印数字，从1-100

public class Test01 {

    private static class MyNumberTest {

        private static boolean flag = true;

        // 要打印的数字
        private static int count = 0;

        public synchronized void print1() {
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                while (!flag) {
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + ++count);
                flag = !flag;
                notifyAll();
            }
        }
        public synchronized void print2() {
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                while (flag) {
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + ++count);
                flag = !flag;
                notifyAll();
            }
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        MyNumberTest myNumberTest = new MyNumberTest();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            myNumberTest.print1();
        });
        t1.setName("线程A");
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            myNumberTest.print2();
        });
        t2.setName("线程B");

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

}

案例二

写两个线程，一个线程打印1_{52，另一个线程打印A}Z，打印顺序是12A 34B 56C 5152Z


class MyNumberAndLetter {
    private boolean flag = false;
    private int count = 0;

    private char [] letters = new char[]{
            'A','B','C','D','E','F','G'
    };
    
    public synchronized void printNumber() {

        for (int i = 0; i < 26; i++) {

            while(flag) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            flag = !flag;
            System.out.print(++count);
            System.out.print(++count);
            notifyAll();
        }
    }
    
    public synchronized void printLetter(){
        for (int i = 0; i < 26; i++) {

            while(!flag) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            flag = !flag;
//            System.out.println((char)(65 + i));
            System.out.println(letters[i]);
            notifyAll();
        }
    }
}

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        MyNumberAndLetter myNumberAndLetter = new MyNumberAndLetter();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            myNumberAndLetter.printNumber();
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            myNumberAndLetter.printLetter();
        });

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

案例三

交替打印两个数组

public class Test03 {
    static boolean flag = false;
    static int[] arr1 = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
    static int[] arr2 = new int[]{-1, -2, -3, -4, -5};
    public static Object OBJ = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            synchronized (OBJ) {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    while (flag) {
                        try {
                            OBJ.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.print(arr1[i]);
                    flag = !flag;
                    OBJ.notifyAll();
                }
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            synchronized (OBJ) {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    while (!flag) {
                        try {
                            OBJ.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.println(arr2[i]);
                    flag = !flag;
                    OBJ.notifyAll();
                }

            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

posted @ 2022-08-04 19:03 LegendR 阅读(34) 评论(0) 收藏举报

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lurui711

2022-08-04 第八组卢睿学习心得

多线程、锁

今日重点

LockSupport工具类

区别：

总结：

Lock锁

Lock接口的实现类ReentrantLock

synchronized和Lock的区别：

Lock以下功能是synchronized不具备的！

ReentrantReadWriteLock：

lock锁的原理cas和aqs

并发编程三大特性：

CAS:compare and swap

java.util.concurrent.atomic下,JUC并发编程包

原子类Atomic

基本类型

数组类型

线程池

JDK自带的四种线程池通过Executors提供的。

这四种线程池的初始化都调用了同一个构造器：

参数的意义（重要）：

常见的工作队列

线程池提供了四种拒绝策略：

自定义线程池

总结

小练习

两个线程轮流打印数字，从1-100

案例二

案例三

公告

lurui711

2022-08-04 第八组 卢睿 学习心得

多线程、锁

今日重点

LockSupport工具类

区别：

总结：

Lock锁

Lock接口的实现类ReentrantLock

synchronized和Lock的区别：

Lock以下功能是synchronized不具备的！

ReentrantReadWriteLock：

lock锁的原理cas和aqs

并发编程三大特性：

CAS:compare and swap

java.util.concurrent.atomic下,JUC并发编程包

原子类Atomic

基本类型

数组类型

线程池

JDK自带的四种线程池通过Executors提供的。

这四种线程池的初始化都调用了同一个构造器：

参数的意义（重要）：

常见的工作队列

线程池提供了四种拒绝策略：

自定义线程池

总结

小练习

两个线程轮流打印数字，从1-100

案例二

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2022-08-04 第八组卢睿学习心得