线程状态及生产者消费者问题

线程五大状态

线程停止——stop

建议线程正常停止——>利用次数，不建议死循环。
建议使用标志位——>设置一个标志位
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(testStop).start();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("main" + i);
            if (i == 900) {
                //调用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

sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒数
sleep存在异常InterruptedException
sleep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
每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁

模拟网络延时作用：放大问题的发生性

public class TestSleep {
    public static void main(String[] args) {
        //打印当前时间
        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();
            }
        }
    }

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

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

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();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程停止执行");
    }
}

运行结果：

a线程开始执行
b线程开始执行
a线程停止执行
b线程停止执行

线程强制执行——join

//测试join方法  想象为插队
public class TestJoin implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("插队线程" + 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 < 100; i++) {
            if (i == 50) {
                thread.join();
            }
            System.out.println("main" + i);
        }
    }
}

观测线程状态

package org.example.state;

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) {
            Thread.sleep(100);
            state = thread.getState();
            System.out.println(state);
        }
    }
}

线程的优先级

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表示，范围：1~10

优先级的设定建议在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了，这都是看CPU的调度

public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        //主线程
        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);//优先级为10
        t4.start();

        t5.setPriority(7);
        t5.start();

        t6.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：后台记录操作日志，监控内存，垃圾回收等待...

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

关键字：synchronized

让线程排队

package org.example.syn;

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


        new Thread(buyTicket, "aa").start();
        new Thread(buyTicket, "bb").start();
        new Thread(buyTicket, "cc").start();

    }
}

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

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag) {
            //模拟延时

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private synchronized void buy() throws InterruptedException {
        //判断是否有票
        if (ticketNums <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticketNums--);
    }
}

死锁

package org.example.thread;

public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0,"女1");
        Makeup g2 = new Makeup(1,"女2");
        new Thread(g1).start();
        new Thread(g2).start();
    }
}

class Lipstick {
}

class Mirror {
}

class Makeup implements Runnable {

    //用static说明资源只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice;//选择
    String name;//使用工具的人

    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) {//获得镜子的锁
                System.out.println(this.name + "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) {//获得口红的锁
                System.out.println(this.name + "获得口红的锁");
                }
            } 
        }
    }
}

修改后：


    //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) {//获得镜子的锁
                System.out.println(this.name + "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) {//获得口红的锁
                System.out.println(this.name + "获得口红的锁");
                }            
        }
    }

产生死锁的四个必要条件：
1. 互斥条件：一个资源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. 不可剥夺条件：进程以获得的资源，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
只要想办法破坏其中任意一个或多个条件就可以避免死锁发生

管程法

//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 Customer(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++) {
            System.out.println("生产了" + i + "只鸡");
            container.push(new Chicken(i));
        }
    }
}

//消费者
class Customer extends Thread {
    SynContainer container;

    public Customer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

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

并发协作模型“生产者/消费者模式”-->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：负责生产数据的模块（可能是方法，对象，线程，进程）；
缓冲区：消费者不能直接使用生产者的数据，它们之间有个“缓冲区”

生产者将生产好的数据放入缓冲区，消费者从缓冲区拿出数据

信号灯法

package org.example.senior;

//生产者消费者问题：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 Audience(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) {
                tv.play("向阳而生");
            } else {
                tv.play("送你一朵小红花");
            }
        }
    }
}


//消费者-->观众
class Audience extends Thread {
    TV tv;

    public Audience(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        tv.watch();
    }
}


//产品-->节目
class TV {
    //演员表演，观众等待  T
    //观众观看，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("观众在观看:" + voice);
        //通知演员表演了
        this.notifyAll(); //通知唤醒
        this.flag = !this.flag;
    }
}

通过设立标志位进行判断

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。
可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
好处:
- 提高响应速度(减少了创建新线程的时间)
- 降低资源消耗(重复利用线程池中线程，不需要每次都创建)
- 便于线程管理(....）
  - corePoolSize: 核心池的大小
  - maximumPoolSize: 最大线程数
  - keepAlive Time:线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

package org.example.senior;

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

public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建服务，创建线程池
        //newFixedThreadPool  线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

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

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

class MyThread implements Runnable {

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

posted @ 2021-03-01 15:27 杪夏九阅读(80) 评论(0) 收藏举报

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杪夏九

线程状态及生产者消费者问题

线程五大状态

线程停止——stop

线程休眠——sleep

线程礼让——yield

线程强制执行——join

观测线程状态

线程的优先级

守护线程

线程同步

死锁

管程法

信号灯法

线程池

公告