JUC

1、什么是JUC

java.util 工具包、包、分类

业务：普通的线程代码 Thread

Runnable 没有返回值、效率相比入 Callable相对较低！

2、进程和线程回顾

进程：一个程序， QQ.exe Music.exe 程序的集合；

一个进程往往可以包含多个线程，至少包含一个！

Java默认有几个线程? 2个 mian 、GC

线程：开了一个进程，Typora ，写字，自动保存（线程负责）

对于Java而言：Thread、Runnable、Callable 这三个可以开线程

 public synchronized void start() {
        /**
         * This method is not invoked for the main method thread or "system"
         * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
         * to this method in the future may have to also be added to the VM.
         *
         * A zero status value corresponds to state "NEW".
         */
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();

        /* Notify the group that this thread is about to be started
         * so that it can be added to the group's list of threads
         * and the group's unstarted count can be decremented. */
        group.add(this);

        boolean started = false;
        try {
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
                  it will be passed up the call stack */
            }
        }
    }

	// 本地方法， 底层C++ , Java无法直接操作硬件
    private native void start0();

并发、并行

并发编程：并发、并行

并发（多线程操作同一个资源）

CPU 一个核，模拟出来多条线程。

并行（多个人一起行走）

CPU多核，多个线程可以同时执行；线程池

package com.kuang.demo01;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {

        // 获取CPU的核数
        // CPU密集型， IO密集型
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
    }
}

并发编程的本质：充分利用CPU的资源

线程有几个状态

public enum State {
    // 新生
    NEW,

    // 运行
    RUNNABLE,

    // 阻塞
    BLOCKED,

    // 等待  死等
    WAITING,

    // 超时等待
    TIMED_WAITING,

    // 终止
    TERMINATED;
}

wait/sleep 区别

1、来自不同的类

wait => Object

sleep => Thread

2、关于锁的释放

wait 会释放锁，sleep睡觉了，抱着锁睡觉，不会释放！

3、使用的范围是不同的

wait : 必须在同步代码块中

sleep : 可以再任何地方睡

4、是否需要捕获异常

wait 不需要捕获异常

sleep 必须要捕获异常

3、Lock锁（重点）

传统Synchronized

Lock接口

公平锁：十分公平：可以先来后到

非公平锁：十分不公平：可以插队（默认）

Synchronized 和 Lock 区别

1、Synchronized 内置的Java关键字， Lock是一个Java类

2、Synchronized 无法判断获取锁的状态， Lock 可以判断是否获取到了锁

3、Synchronized 会自动释放锁， lock必须要手动释放锁！如果不释放锁，死锁

4、Synchronized 线程1 (获得锁，阻塞) 、线程2(等待，傻傻的等) ； Lock锁及不一定会等待下去;

5、Synchronized 可重入锁，不可以中断的，非公平； Lock ，可重入锁，可以判断锁，非公平（可以自己设置）；

6、Synchronized 适合锁少量的代码同步问题， Lock适合锁大量的同步代码！

锁是什么，如何判断锁的是谁！

4、生产者和消费者

面试的：单例模式、8大排序算法、生产者和消费者、死锁

生产者和消费者 Synchronized 版


/*
 线程之间的通信问题： 生产者和消费者问题！  等待唤醒 ，通知唤醒
 线程交替执行  A  B  操作同一个变量  num  =  0
 A  num+1
 B  num-1
 */
public class A {
    public static void main(String[] args) {

        Data data = new Data();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        },"B").start();



    }
}


// 判断等待，业务，通知
class Data{   //数字  资源类

    private  int number = 0;

    // +1
    public synchronized void increment() throws InterruptedException {
        if(number!=0){
            //等待
            this.wait();
        }
        number++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
        //通知其他线程，我+1 完毕了
        this.notifyAll();
    }

    // -1
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
        if (number==0){
            //等待
            this.wait();
        }
        number--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
        //通知其他线程， 我-1完毕了
        this.notifyAll();
    }

}

问题存在， A B C D 4个线程！虚假唤醒

if 改为 while 判断

/*
 线程之间的通信问题： 生产者和消费者问题！  等待唤醒 ，通知唤醒
 线程交替执行  A  B  操作同一个变量  num  =  0
 A  num+1
 B  num-1
 */
public class A {
    public static void main(String[] args) {

        Data data = new Data();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        },"B").start();



        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"C").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        },"D").start();

    }
}


// 判断等待，业务，通知
class Data{   //数字  资源类

    private  int number = 0;

    // +1
    public synchronized void increment() throws InterruptedException {
        while(number!=0){
            //等待
            this.wait();
        }
        number++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
        //通知其他线程，我+1 完毕了
        this.notifyAll();
    }

    // -1
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
        while (number==0){
            //等待
            this.wait();
        }
        number--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
        //通知其他线程， 我-1完毕了
        this.notifyAll();
    }

}

JUC版的生产者和消费者问题

通过Lock找到Condition

代码实现

public class B{
    public static void main(String[] args) {

        Data2 data = new Data2();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        },"B").start();



        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"C").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        },"D").start();

    }

}


// 判断等待，业务，通知
class Data2{   //数字  资源类

    private  int number = 0;

    Lock lock = new ReentrantLock();
    Condition condition = lock.newCondition();

//        condition.await();   //等待
//        condition.signalAll();  //唤醒全部

    // +1
    public  void increment() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {

            //业务代码
            while(number!=0){
                //等待
                condition.await();
            }
            number++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
            //通知其他线程，我+1 完毕了
            condition.signalAll();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }

    }

    // -1
    public  void decrement() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {

            while (number==0){
                //等待
                condition.await();
            }
            number--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
            //通知其他线程， 我-1完毕了
            condition.signalAll();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

}

任何一个新的技术，绝对不是仅仅只是覆盖了原来的技术，优势和补充！

Condition 精准的通知和唤醒线程

代码测试

public class C {
    public static void main(String[] args) {
        Data3 data = new Data3();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.printA();
            }
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.printB();
            }
        },"B").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.printC();
            }
        },"C").start();
    }
}

class Data3{ //资源类 Lock

    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition1 = lock.newCondition();
    private Condition condition2 = lock.newCondition();
    private Condition condition3 = lock.newCondition();
    private int number = 1;

    public void printA(){
        lock.lock();
        try {
            // 业务，判断-> 执行 -> 通知
            while(number!=1){
                //等待
                condition1.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>AAAAAA");
            // 唤醒，唤醒指定的人
            number = 2;
            condition2.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

    public void printB(){
        lock.lock();
        try {
            // 业务，判断-> 执行 -> 通知
            while (number!=2){
                condition2.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>BBBBBBB");
            // 唤醒，唤醒指定的人
            number = 3;
            condition3.signal();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void printC(){
        lock.lock();
        try {
            // 业务，判断-> 执行 -> 通知
            while (number!=3){
                condition3.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>CCCCCC");
            // 唤醒，唤醒指定的人
            number = 1;
            condition1.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    
}

5、8锁的现象

如何判断锁的是谁！

对象、Class

深刻理解我们的锁

/*
8锁，就是关于锁的8个问题
1、标准情况下，两个线程先打印  发短信
2、sendSms 延迟4秒，两个线程先打印  发短信
 */
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();

        //锁的存在
        new Thread(()->{
            phone.sendSms();
        },"A").start();

        //捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone.call();
        },"B").start();
    }
}

class Phone{

    //synchronized 锁的对象是方法的调用者！
    // 两个方法用的是用一个锁，谁先拿到谁执行！
    public synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }
}

/*
3、增加了一个普通方法，先执行 Hello
4、两个对象，两个同步方法，先执行  打电话
4、
 */
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        //两个对象，两个调用者，两把锁
        Phone2 phone1 = new Phone2();
        Phone2 phone2 = new Phone2();
        //锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();

        //捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }
}

class Phone2{

    //synchronized 锁的对象是方法的调用者！
    public synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }

    //这里没有锁！ 不是同步方法，不受锁的影响
    public void hello(){
        System.out.println("打电话");
    }
}

/**
 * 5、增加两个静态同步方法,只有一个对象，先打印  发短信
 * 6、两个对象！增加两个静态的同步方法，先打印 发短信
 */
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        //两个对象的Class类模板只有一个，static,锁的是Class
        Phone3 phone1 = new Phone3();
        Phone3 phone2 = new Phone3();

        //锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();

        //捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }
}

class Phone3{

    //synchronized 锁的对象是方法的调用者！
    // static 静态方法
    // 类一加载就有了！ 锁的是Class
    public static synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    public static synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }


}

/**
 *1、1个静态的同步方法，1个普通的同步方法，一个对象，先打印  打电话
 * 2、1个静态的同步方法，1个普通的同步方法，两个对象，先打印  打电话
 */
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        //两个对象的Class类模板只有一个，static,锁的是Class
        Phone4 phone1 = new Phone4();
        Phone4 phone2 = new Phone4();

        //锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();

        //捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }
}

class Phone4{

    //静态的同步方法  锁的是Class 类模板
    public static synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    //普通的同步方法   锁的调用者
    public  synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }


}

小结

new this 具体的一个手机

static Class 唯一的一个模板

6、集合类不安全

List不安全

// java.util.ConcurrentModificationException  并发修改异常！
public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {
        //并发下ArrayList 不安全的吗， Synchronized;
        /**
         * 解决方案；
         * 1、List<String> list = new Vector<>();
         * 2、List<String>  list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())
         * 3、List<String>  list = new CopyOnWriteArrayList<>();
         */
        // CopyOnWrite  写入时复制   COW  计算机程序设计领域的一种优化策略
        // 多个线程调用的时候， list, 读取的时候，固定的，写入（覆盖）
        // 在写入的时候避免覆盖，造成数据问题!
        // 读写分离
        // CopyOnWriteArrayList  比 Vector  Nb  在哪里
        
        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();


        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

Set

/**
 * 同理可证： ConcurrentModificationException
 * 1、 Set<Object> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
 * 2、 Set<Object> set = new CopyOnWriteArraySet<>();
 */
public class SetTest {
    public static void main(String[] args) {
        //Set<Object> set = new HashSet<>();
        //Set<Object> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());

        Set<Object> set = new CopyOnWriteArraySet<>();

        for (int i = 0; i <30 ; i++) {
            new Thread(()->{
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(set);
            },String.valueOf(i)).start();
            }
        }
    }

hashSet 底层是什么？

public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}

//  add   set 本质就是  map  key是无法重复的
public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

Map 不安全

回顾Map的基本操作

7、Callable（简单）

callable:

1、可以有返回值

2、可以抛出异常

3、方法不同， run()/ call()

代码测试

public class CallableTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // new Thread(new Runnable()).start();
        //  new Thread(new FutureTask<V>()).start();
        //  new Thread(new FutureTask<V>( Callable )).start();
        new Thread().start();  //怎么启动callable

        MyThread thread = new MyThread();
        FutureTask futureTask = new FutureTask(thread);  //适配类

        new Thread(futureTask,"A").start();
        new Thread(futureTask,"B").start();  //结果会被缓存，效率高

        Integer o = (Integer) futureTask.get();  //获取 Callable 的返回结果
        System.out.println(o);
    }
}

class MyThread implements Callable<Integer> {


    @Override
    public Integer call()  {
        System.out.println("call()");
        return 1024;
    }
}

细节：

1、有缓存

2、结果可能需要等待，会阻塞！

8、常用的辅助类（必会）

8.1、CountDownLatch

public class CountDownLatchDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //总数是6
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);

        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Go out");
                countDownLatch.countDown();   // 数量 -1
            },String.valueOf(i)).start();
        }

        countDownLatch.await(); // 等待计数器归零，然后再向下执行

        System.out.println("Close Door");

    }
}

原理：

countDownLatch.countDown( ); //数量 -1

countDownLatch.await(); //等待计数器归零，然后再向下执行

每次有线程调用 countDown( )数量-1 ，假设计数器变为0， countDownLatch.await();就会被唤醒，继续执行！

8.2、CyclicBarrier

加法计数器

public class CyclicBarrierDemo {
    public static void main(String[] args) {

        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7,()->{
            System.out.println("召唤神龙");
        });


        for (int i = 1; i <=7 ; i++) {

            final int temp = i;

            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"收集"+temp+"个龙珠");

                try {
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();

        }
    }
}

8.3、Semaphore

Semaphore 信号量

public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 线程数量：停车位  限流
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

        for (int i = 1; i <=6 ; i++) {

            new Thread(()->{
                // acquire() 得到
                try {
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到车位");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "离开车位");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    semaphore.release();  //release() 释放
                }


            },String.valueOf(i)).start();

        }
    }
}

原理：

semaphore.acquire(); 获得，假设如果已经满了，等待，等待被释放为止！

semaphore.release(); 释放，会将当前信号量释放 +1，然后唤醒等待的线程！

作用：多个共享资源互斥的使用！并发限流，控制最大的线程数！

9、读写锁

ReadWriteLock

package com.kuang.rw;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * 独占锁（写锁）  一次只能被一个线程占有
 *  共享锁（读锁）  多个线程可以同时占有
 *  ReadWriteLock
 *  读-读   可以共存
 *  读-写   不能共存
 *   写-写   不能共存
 */
public class ReadWriteLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyCacheLock myCache = new MyCacheLock();

        //写入
        for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(()->{
                myCache.put(temp+"",temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }

        // 读取
        for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(()->{
                myCache.get(temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }

}

 //  加锁的
class MyCacheLock{

    private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();
    // 读写锁： 更加细粒度的控制
    private ReadWriteLock readWriteLock=  new ReentrantReadWriteLock();

    // 存 ，写入得时候，只希望同时只有一个线程写
    public void put(String key,Object value){
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);
            map.put(key, value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入OK"+key);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }

    }

    // 取，读
    public void get(String key){
        readWriteLock.writeLock().lock();


        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);
            Object o = map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取OK"+key);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }

    }

}

/**
 * 自定义缓存
 */

class MyCache{

    private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();

     // 存 ，写
    public void put(String key,Object value){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);
        map.put(key, value);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入OK"+key);
    }

    // 取，读
    public void get(String key){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);
        Object o = map.get(key);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取OK"+key);

    }

}

10、阻塞队列

阻塞队列

BlockingQueue 不是新的东西

什么情况下我们会使用阻塞队列：多线程并发处理，线程池！

学会使用队列

添加、移除

四组API

方式	抛出异常	有返回值,不抛出异常	阻塞等待	超时等待
添加	add	offer()	put	offer(,,)
移除	remove	poll()	take	poll(,)
检测队列首	element	peak	-	-

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        test1();
    }

    /*
    抛出异常
     */

    public static void test1(){
        // 队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        System.out.println(blockingQueue.add("a"));
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));

        // IllegalStateException: Queue full  抛出异常！
        //System.out.println(blockingQueue.add("d"));

        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());


        //  java.util.NoSuchElementException
        System.out.println(blockingQueue.remove());

    }

}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        test1();
    }

    /*
    抛出异常
     */

    public static void test1(){
        // 队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        System.out.println(blockingQueue.add("a"));
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));

        // IllegalStateException: Queue full  抛出异常！
        //System.out.println(blockingQueue.add("d"));

        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());


        //  java.util.NoSuchElementException
        System.out.println(blockingQueue.remove());

    }

    public static void test2(){
        // 队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));

        //System.out.println(blockingQueue.offer("d"));  // false 不抛出异常

        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());  // null  不抛出异常
    }

}

/*
等待，阻塞（一直阻塞）
 */
public static void test3() throws InterruptedException {
    // 队列的大小
    ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);


    // 一直阻塞
    blockingQueue.put("a");
    blockingQueue.put("b");
    blockingQueue.put("c");
    //blockingQueue.put("d");  队列没有位置了，一直阻塞
    System.out.println(blockingQueue.take());
    System.out.println(blockingQueue.take());
    System.out.println(blockingQueue.take());
    System.out.println(blockingQueue.take());   //没有这个元素

}

/*
超时退出
 */

public static void test4() throws InterruptedException {
    // 队列的大小
    ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

    blockingQueue.offer("a");
    blockingQueue.offer("b");
    blockingQueue.offer("c");
    //blockingQueue.offer("d",2, TimeUnit.SECONDS);  //等待超出2秒就退出

    blockingQueue.poll();
    blockingQueue.poll();
    blockingQueue.poll();
    blockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS);   //等待超出2秒就退出

}

SynchronousQueue 同步队列

没有容量

进去一个元素，必须等待

package com.kuang.bq;

import sun.security.provider.NativePRNG;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/*
  同步队列
  和其他的BlockingQueue  不一样   SynchronousQueue  不存储元素
  put了一个元素，必须从里面先take取出来，否则不能再put值
 */
public class SynchronousQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<String> blockingQueue = new SynchronousQueue<>();   //同步队列

        new Thread(()->{

            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" put 1");
                blockingQueue.put("1");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" put 2");
                blockingQueue.put("2");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" put 3");
                blockingQueue.put("3");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"T1").start();



        new Thread(()->{

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+blockingQueue.take());
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+blockingQueue.take());
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+blockingQueue.take());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
            }

        },"T2").start();
    }
}

11、线程池(重点)

线程池：三大方法、7大参数、4种拒绝策略

池化技术

程序的运行，本质：占用系统的资源！优化资源的使用！ => 池化技术

线程池、连接池、内存池、对象池///。。。。。

池化技术：事先准备好一些资源，有人要用，就来我这里拿，用完之后还给我。

线程池的好处：

1、降低资源的消耗

2、提高响应的速度

3、方便管理

线程复用，可以控制最大并发数、管理线程

7大参数

源码分析

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}


public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
}

//本质： ThreadPoolExecutor（）

 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,  //核心线程池大小
                           int maximumPoolSize,   // 最大核心线程池大小
                           long keepAliveTime,  // 超时了没有人调用就会释放
                           TimeUnit unit,  // 超时单位
                           BlockingQueue<Runnable> workQueue,  //阻塞队列
                           ThreadFactory threadFactory,  // 线程工厂：创建线程的，一般不用动
                           RejectedExecutionHandler handler  // 拒绝策略) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
                null :
                AccessController.getContext();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

手动创建线程池

package com.kuang.pool;

import java.util.concurrent.*;

// Executors  工具类、3大方法
//   new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();  // 银行满了，还有人进来，不处理这个人的，抛出异常
//  new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();  // 哪来的去哪里
// new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());  // 队列满了，丢掉任务，不会抛出异常
// new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());  // 队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 自定义线程池！ 工作 ThreadPoolExecutor
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                5,
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());  // 队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常

        try {
            // 最大承载：  Deque  + max
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                // 使用了线程池之后，使用线程池来创建线程
                threadPool.execute(() -> {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " OK");
                });
            }

        } catch (Exception e) {
            // 线程池用完，程序结束，关闭线程池
            e.printStackTrace();
        } finally {
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

四种拒绝策略

//   new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();  // 银行满了，还有人进来，不处理这个人的，抛出异常
//  new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();  // 哪来的去哪里
// new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());  // 队列满了，丢掉任务，不会抛出异常
// new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());  // 队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常

小结和扩展

池的最大的大小如何去设置！

了解：IO密集型，CPU密集型：（调优）

package com.kuang.pool;

import java.util.concurrent.*;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 自定义线程池！ 工作 ThreadPoolExecutor

        // 最大线程到底该如何定义
        // 1、CPU  密集型，几核，就是几，可以保持CPU的效率最高！
        // 2、IO  密集型  >  判断程序中十分耗IO的线程，
        // 程序   15个大型任务  io 十分占用资源！

        // 获取CPU的核数
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
        
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());  // 队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常

        try {
            // 最大承载：  Deque  + max
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                // 使用了线程池之后，使用线程池来创建线程
                threadPool.execute(() -> {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " OK");
                });
            }

        } catch (Exception e) {
            // 线程池用完，程序结束，关闭线程池
            e.printStackTrace();
        } finally {
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

12、四大函数式接口（必须掌握）

新时代的程序员：lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算

函数式接口：只有一个方法的接口

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
  
    public abstract void run();
}

// 超级多FunctionalInterface
// 简化编程模型，在新版本的框架底层大量应用
// foreach(消费者类的函数式接口)

代码测试：

Function 函数式接口

package com.kuang.function;

import java.util.function.Function;

/*
  Function  函数型接口，有一个输入参数，有一个输出
  只要是  函数型接口  可以  用 lambda表达式简化
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //
//       Function function =  new Function<String,String>(){
//            @Override
//            public String apply(String str) {
//                return str;
//            }
//        };

        Function function = (str)->{return str;};

        System.out.println(function.apply("asd"));
    }
}

断定型接口

package com.kuang.function;

import java.util.function.Predicate;

/**
 * 断定型接口：有一个输入参数，返回值只能是 布尔值！
 */
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 判断字符串是否为空
//        Predicate<String> predicate = new Predicate<String>() {
//            @Override
//            public boolean test(String str) {
//                return str.isEmpty();
//            }
//        };

        Predicate<String> predicate = (str)->{return str.isEmpty();};
        System.out.println(predicate.test(""));
    }
}

Consumer 消费型接口

package com.kuang.function;


import java.util.function.Consumer;

/**
 * Consumer  消费型接口：只有输入，没有返回值
 */
public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
//       Consumer<String> consumer =  new Consumer<String>() {
//            @Override
//            public void accept(String str) {
//                System.out.println(str);
//            }
//        };

        Consumer<String> consumer = (str)->{ System.out.println(str); };
        consumer.accept("asd");
    }


}

Supplier 供给型接口

package com.kuang.function;

import java.util.function.Supplier;

/**
 * Supplier  供给型接口  没有参数，只有返回值
 */
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
//        Supplier supplier = new Supplier<Integer>() {
//            @Override
//            public Integer get() {
//                System.out.println("get()");
//                return 1024;
//            }
//        };


        Supplier supplier = ()->{ return 1024; };
        System.out.println(supplier.get());
    }
}

13、Stream流式计算

什么是Stream流式计算

大数据：存储+计算

集合、MySQL本质就是存储东西的；

计算都应该交给流来操作！

package com.kuang.stream;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Locale;

/**
 *筛选5个用户！
 * 1、ID  必须是偶数
 * 2、年龄必须大于23岁
 * 3、用户名转为大写字母
 * 4、用户名字母倒着排序
 * 5、只输出一个用户！
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        User u1 = new User(1,"a",21);
        User u2 = new User(2,"b",22);
        User u3 = new User(3,"c",23);
        User u4 = new User(4,"d",24);
        User u5 = new User(5,"3",25);


        List<User> list = Arrays.asList(u1, u2, u3, u4, u5);

        //计算交给Stream流
        // lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算
        list.stream()
                .filter(u->{return u.getId()%2==0;})
                .filter(z->{return z.getAge()>23;})
                .map(u->{return u.getName().toUpperCase();})
                .sorted((uu1,uu2)->{return uu2.compareTo(uu1);})
                .limit(1)
                .forEach(System.out::println);
    }
}

14、ForkJoin(分支合并)

什么是ForkJoin

ForkJoin 在JDK 1.7，并行执行任务！提高效率。大数据量！

大数据：Map Reduce(把大任务拆分为小任务)

ForkJoin 特点工作窃取

这个里面维护的都是双端队列

ForkJoin

package com.kuang.forkjoin;

import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/**
 * 求和计算
 */
public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {

    private  Long start;
    private  Long end;

    // 临界值
    private Long temp = 10000l;

    public ForkJoinDemo(Long start, Long end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    // 计算方法
    @Override
    protected Long compute() {
        if ((end - start) < temp) {
            Long sum = 0L;
            for (Long i = start; i <= end; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        } else {  // forkjoin
            long middle = (start +end) / 2;   // 中间值
            ForkJoinDemo task1 = new ForkJoinDemo(start, middle);
            task1.fork();  // 拆分任务，把任务压入线程队列
            ForkJoinDemo task2 = new ForkJoinDemo(middle+1, end);
            task2.fork();  // 拆分任务，把任务压入线程队列
            return task1.join() + task2.join();
        }

    }
}

测试：

package com.kuang.forkjoin;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.stream.LongStream;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
//        test1();
//        test2();
//        test3();
    }

    public static void test1(){
        Long sum = 0L;
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (Long i = 1L; i <= 10_0000_0000; i++) {
            sum += i;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum"+"时间： "+(end-start));
    }

    // 会使用ForkJoin
    public static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinDemo task = new ForkJoinDemo(0L, 10_0000_0000L);
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);
        Long sum = submit.get();

        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum"+"时间： "+(end-start));
    }


    public static void test3(){
        long start = System.currentTimeMillis();

        // Stream并行流
        long sum = LongStream.rangeClosed(0L,10_0000_0000L).parallel().reduce(0,Long::sum);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum"+"时间： "+(end-start));
    }
}

15、异步回调

Future 设计的初衷：对将来的某个事件的结果进行建模

package com.kuang.future;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 异步调用：  Ajax

 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 没有返回值的 runAsync  异步回调
//        CompletableFuture<Void> completableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
//
//            try {
//                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
//            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"runAsync=>Void");
//        });
//
//        System.out.println("1111");
//
//        completableFuture.get();   // 获取阻塞执行结果

        // 有返回值的supplyAsync  异步回调
        //  ajax , 成功和失败的回调
        //  返回的是错误信息；
        CompletableFuture<Integer> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"supplyAsync=>Integer");
            return 1024;
        });

        completableFuture.whenComplete((t,u)->{
            System.out.println("t=>"+t);
            System.out.println("u=>"+u);
        }).exceptionally((e)->{
            System.out.println(e.getMessage());
            return 233;
        }).get();
    }
}

16、JMM

请你谈谈你对Volatile的理解

Volatile是 Java虚拟机提供轻量级的同步机制

1、保证可见性

2、不保证原子性

3、禁止指令重排

什么是JMM

JMM：Java内存模型，不存在的东西，概念！约定！

关于JMM的一些同步的约定：

1、线程解锁前，必须把共享变量立刻刷回主存。

2、线程加锁前，必须读取主存中的最新值到工作内存中！

3、加锁和解锁是同一把锁

线程 工作内存、主内存

8中操作：

主内存与工作内存八种操作指令：

lock（锁定）：作用于主内存的变量，它把一个变量标识为一条线程独占的状态；
unlock（解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定；
read（读取）：作用于主内存的变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用；
load（载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中；
use（使用）：作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用变量的值的字节码指令时将会执行这个操作；
assign（赋值）：作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎接收的值赋给工作内存的变量，每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码指令时执行这个操作；
store（存储）：作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便随后的write操作使用；
write（写入）：作用于主内存的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中；

如果要把一个变量从主内存拷贝到工作内存，那就要按顺序执行read和load操作，如果要把变量从工作内存同步回主内存，就要按顺序执行store和write操作。注意Java内存模型只要求上述两个操作必须按顺序执行，但不要求是连续执行。也就是说read与load之间、store与write之间是可插入其他指令的，如对主内存中的变量a、b进行访问时，一种可能出现的顺序是read a、read b、load b、load a。除此之外，Java内存模型还规定了在执行上述8种基本操作时必须满足如下规则：

不允许read和load、store和write操作之一单独出现，即不允许一个变量从主内存读取了但工作内存不接受，或者工作内存发起回写了但主内存不接受的情况出现；
不允许一个线程丢弃它最近的assign操作，即变量在工作内存中改变了之后必须把该变化同步回主内存；
不允许一个线程无原因地（没有发生过任何assign操作）把数据从线程的工作内存同步回主内存中；
一个新的变量只能在主内存中“诞生”，不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化（load或 assign）的变量，换句话说就是对一个变量实施use、store操作之前，必须先执行assign和load操作；
一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其进行lock操作，但lock操作可以被同一条线程重复执行多次，多次执行lock后，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会被解锁；
如果对一个变量执行lock操作，那将会清空工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，需要重新执行load或assign操作以初始化变量的值；
如果一个变量事先没有被lock操作锁定，那就不允许对它执行unlock操作，也不允许去unlock一个被其他线程锁定的变量；
对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存中（执行store、write操作）；

问题：程序不知道主内存的值已经被修改过了

17、volatile

1、保证可见性

package com.kuang.tvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JMMDemo {

    // 不加 volatile 程序就会死循环！
    // 加volatile 可以保证可见性
    private volatile static  int num = 0;
    public static void main(String[] args) {


        new Thread(()->{  // 线程1
            while (num==0){

            }
        }).start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        num = 1;
        System.out.println(num);
    }
}

2、不保证原子性

原子性：不可分割

package com.kuang.tvolatile;

// 不保证原子性
public class VDemo02 {

    // volatile  不保证原子性
    private volatile static int num = 0;

    public static void add(){
        num++;  // 不是一个原子性操作
    }

    public static void main(String[] args) {

        // 理论上num结果应该为2万
        for (int i = 1; i <=20 ; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }

        while (Thread.activeCount()>2){
            Thread.yield();
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + num);
    }
}

如果不加 lock 和 synchronized , 怎么样保证原子性

使用原子类，解决原子性问题

原子类为什么这么高级

package com.kuang.tvolatile;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

// 不保证原子性
public class VDemo02 {

    // volatile  不保证原子性
    // 原子类的 Integer
    private volatile static AtomicInteger num = new AtomicInteger();

    public static void add(){
       // num++;  // 不是一个原子性操作

        num.getAndIncrement();  //  AtomicInteger +1 方法， CAS
    }

    public static void main(String[] args) {

        // 理论上num结果应该为2万
        for (int i = 1; i <=20 ; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }

        while (Thread.activeCount()>2){
            Thread.yield();
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + num);
    }
}

这些类的底层都是直接和操作系统挂钩的！在内存中修改值！ Unsafe是一个很特殊的存在！

指令重排

什么是指令重排：你写的程序，计算机并不是按照你写的那样去执行的。

源代码-->编译器优化的重排--> 指令并行也可能会重排--> 内存系统也会重排---> 执行

处理器在进行指令重排的时候，考虑：数据之间的依赖性！

int x = 1;  //1
int y = 2;  //2
x = x +5;  //3
y = x * x;  //4

我们所期望的： 1234  但是可能执行的时候会变成  2134  1324
不可能是  4123！

可能造成影响的结果： a b x y 这四个值默认都是0；

线程A	线程B
x = a	y = b
b = 1	a = 2

正常的结果：x=0 ; y=0 ; 但是可能由于指令重排

线程A	线程B
b = 1	a = 2
x =a	y = b

指令重排导致的诡异结果： x = 2 ; y= 1

非计算机专业

volatile 可以避免指令重排：

内存屏障。CPU指令。作用：

1、保证特定的操作的执行顺序！
2、可以保证某些变量的内存可见性

Volatile是可以保持可见性。不能保证原子性，由于内存屏障，可以保证避免指令重排的现象产生！

18、深入单例模式

饿汉式、DCL懒汉式，深究！

饿汉式

package com.kuang.single;

public class Hungry {
    private byte[] data1 = new byte[1048576];
    private byte[] data2 = new byte[1048576];
    private byte[] data3 = new byte[1048576];
    private byte[] data4 = new byte[1048576];
    private static final Hungry HUNGRY = new Hungry();

    private Hungry() {
    }

    public static Hungry getInstance() {
        return HUNGRY;
    }
}

DCL 懒汉式

package com.kuang.single;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

// 懒汉式单例
public class LazyMan {

    private LazyMan(){

        synchronized (LazyMan.class){
            if(lazyMan!=null){
                throw new RuntimeException("不要试图使用反射破坏异常");
            }
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "ok");

    }

    private volatile static LazyMan lazyMan;

    // 双重检测锁模式的  懒汉式单例  DCL 懒汉式
    public static LazyMan getInstance(){
        if (lazyMan==null){
            synchronized (LazyMan.class){
                if(lazyMan==null){
                    lazyMan = new LazyMan();   // 不是一个原子性操作

                }
            }

        }
        return lazyMan;
    }

    // 反射
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        LazyMan instance = LazyMan.getInstance();
        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor();
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        LazyMan instance2 = declaredConstructor.newInstance();

        System.out.println(instance);
        System.out.println(instance2);

    }





    /**
     * 1.分配内存空间
     * 2.执行构造方法，初始化对象
     * 3. 把这个对象指向这个空间
     *
     * 1 2 3
     * 1 3 2 A
     *       B  // 此时lazyMan还没有完成构造
     */

}

静态内部类

package com.kuang.single;

// 静态内部类
public class Holder {
    private Holder(){

    }


    public static Holder getInstance(){
        return InnerClass.HOLDER;
    }

    public static class InnerClass{
        private static final Holder HOLDER = new Holder();
    }
}

单例不安全，因为反射

package com.kuang.single;

import org.omg.CORBA.PUBLIC_MEMBER;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

//  enum  是一个什么？  本身也是一个Class类
public enum EnumSingle {

    INSTANCE;

    public EnumSingle getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}




class Test{

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        EnumSingle instance1 = EnumSingle.INSTANCE;

        Constructor<EnumSingle> declaredConstructor = EnumSingle.class.getDeclaredConstructor();
        declaredConstructor.setAccessible(true);

        EnumSingle instance2 = declaredConstructor.newInstance(String.class,int.class);

        System.out.println(instance1);
        System.out.println(instance2);

    }
}

枚举最终类型的反编译源码：

19、深入理解CAS

什么是CAS

package com.kuang.cas;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CASDemo {

    //  CAS   compareAndSet
    public static void main(String[] args) {
       AtomicInteger atomicInteger =  new AtomicInteger(2020);

       // 期望、更新
       //  public final boolean compareAndSet(int expect, int update)
        // 如果我期望的值达到了，那么就更新，否则，就不更新, CAS 是CPU的并发原
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());


        atomicInteger.getAndIncrement();
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());
    }
}

Unsafe类

CAS : 比较当前工作内存中的值和主内存中的值，如果这个值是期望的，那么则执行操作！如果不是就一直循环！

缺点：

1、循环会耗时

2、一次性只能保证一个共享变量的原子性

3、ABA问题

CAS: ABA问题（狸猫换太子）

package com.kuang.cas;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CASDemo {

    //  CAS   compareAndSet
    public static void main(String[] args) {
       AtomicInteger atomicInteger =  new AtomicInteger(2020);

       // 期望、更新
       //  public final boolean compareAndSet(int expect, int update)
        // 如果我期望的值达到了，那么就更新，否则，就不更新, CAS 是CPU的并发原语！
        // =============捣乱的线程 ===============
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());


        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2022));
        System.out.println(atomicInteger.get());

        // ============ 期望的线程 =============
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 66666));
        System.out.println(atomicInteger.get());
    }
}

20、原子引用

解决ABA问题，引入原子引用！对应的思想：乐观锁

带版本号的原子操作！

package com.kuang.cas;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;

public class CASDemo {

    //AtomicStampedReference 注意，如果泛型是一个包装类，，注意对象的引用问题

    // 正常在业务操作，这里面比较的都是一个个对象
   static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference<>(1,1);

    //  CAS   compareAndSet ： 比较并交换！
    public static void main(String[] args) {
       //AtomicInteger atomicInteger =  new AtomicInteger(2020);

       new Thread(()->{
           int stamp = atomicStampedReference.getStamp();  // 获得版本号
           System.out.println("a1=>"+stamp);

           try {
               TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }

           System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(1, 2,
                   atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1));

           System.out.println("a2=>"+atomicStampedReference.getStamp());

           System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(2, 1,
                   atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1));

           System.out.println("a3=>"+atomicStampedReference.getStamp());
       },"a").start();


       // 乐观锁的原理相同！
        new Thread(()->{
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();  // 获得版本号
            System.out.println("b1=>"+stamp);

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            atomicStampedReference.compareAndSet(1,6,
                    stamp,stamp+1);

            System.out.println("b2=>"+atomicStampedReference.getStamp());

        },"b").start();


    }
}

注意：

Integer 使用了对象缓存机制，默认范围是 -128~127 ，推荐使用静态工厂方法 valueOf 获取对象实例，而不是new ，因为valueOf使用缓存，而 new 一定会创建新的对象分配新的内存空间；

21、各种锁的理解

1、公平锁非公平锁

公平锁：非常公平，不能够插队，必须先来后到！

非公平锁：非常不公平，可以插队（默认都是非公平）

public ReentrantLock() {
    sync = new NonfairSync();
}

public ReentrantLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
    }

2、可重入锁

可重入锁（递归锁）

相当于有了大门的钥匙，就能进入里面所有的门

Synchronized

package com.kuang.lock;

//  synchronized
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();

        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"B").start();

    }
}

class Phone{

    public synchronized void sms(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");
        call();  // 这里也有锁
    }

    public synchronized void call(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call");
    }
}

Lock

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

//  synchronized
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone2 phone = new Phone2();

        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"B").start();

    }
}

class Phone2{
    Lock lock = new ReentrantLock();
    public void sms(){
        lock.lock();  // 细节问题 ： lock.lock();  lock.lock();
        // lock 锁必须配对，否则就会死在里面
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");
            call();  // 这里也有锁
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
            lock.unlock();
        }

    }

    public void call(){

        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

3、自旋锁

spinlock

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

/**
自旋锁

 */
public class SpinlockDemo {

    // int  0

    // Thread  null
    AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();

    // 加锁
    public void myLock(){
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> mylock");

        // 自旋锁
        while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){

        }
    }

    // 解锁
    public void myUnLock() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> myUnlock");
        atomicReference.compareAndSet(thread,null);
    }

}

我们来自定义一个锁测试

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestSpinLock {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {


        // 底层使用的自旋锁CAS
        SpinlockDemo lock = new SpinlockDemo();


        new Thread(()->{
            lock.myLock();

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.myUnLock();
            }
        },"T1").start();


        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

        new Thread(()->{
            lock.myLock();

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.myUnLock();
            }
        },"T2").start();

    }
}

4、死锁

死锁测试，怎么排除死锁：

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DeadLockDemo {
    public static void main(String[] args) {

        String lockA = "lockA";
        String lockB = "lockB";

        new Thread(new MyThread(lockA,lockB),"T1").start();
        new Thread(new MyThread(lockB,lockA),"T2").start();
    }

}

class MyThread implements Runnable{

    private String lockA;
    private String lockB;

    public MyThread(String lockA,String lockB){
        this.lockA = lockA;
        this.lockB = lockB;
    }


    @Override
    public void run() {
        synchronized (lockA){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "lock:"+lockA+"=>get"+lockB);

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            synchronized (lockB){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "lock:"+lockB+"=>get"+lockA);

            }

        }
    }
}

解决问题

1、使用 jps -l 定位进程号

2、使用 jstack 进程号找到死锁问题

posted @ 2023-07-31 22:45 Will凸^-^凸阅读(5) 评论(0) 编辑收藏举报

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