多线程狂神(随笔)

01线程,进程,多线程

Process与Thread

• 程序是指令和数据的有序集合,其本身没有任何运行的含义,是一个静态的概念

• 而进程则是执行程序的一次执行过程,它是一个动态的概念.是系统资源分配的单位

• 通常在一个进程中可以包含若干个线程,当然一个进程中至少有一个线程,不然没有存在的意义.线程是CPU调度和执行的单位

• 很多多线程是模拟出来的,真正的多线程是指有多个CPU,即多核,如服务器.如果是模拟出来的多线程,即在一个cpu的情况下,在同一个时间点,cpu只能执行一个代码,因为切换的很快,所以就有同时进行的错觉.

本章核心概念

• 线程就是独立的执行路径

• 在程序运行时,即使没有自己创建线程,后台也会有多个线程,如主线程,gc线程;

• main()称之为主线程,如果开辟了多个线程,线程的运行由调度器安排调度,调度器是与操作系统密切相关的,先后顺序是不能认为的干预的

• 对同一份资源操作时,会存在资源抢夺的问题,需要加入并发控制

• 线程会带来额外的开销,如cpu调度时间,并发控制开销

• 每个线程在自己的工作内存交互,内存控制不当会造成数据不一致

 

02线程创建(重点)

02.1继承Thread类

 

 

package com.kuang.demo01;
​
//创建线程方式一:继承Thread类,重写run()方法,调用start开启线程
public class TestThread1 extends Thread{
    @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) {
        //main线程,主线程
​
        //创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 =new TestThread1();
​
        //调用start方法开启线程
        testThread1.start();
​
​
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }
​
}

总结:注意,线程开启不一定立即执行,由CPU调度执行

 

网图下载

这里要引入一个jar包 commons-io-2.6.jar(我用的是commons-io-2.2.jar)

 

 

代码实现

package com.kuang.demo01;
​
import org.apache.commons.io.FileUtils;
​
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
​
//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;//保存的文件名
​
    public TestThread2(String url,String name){
        this.url= url;
        this.name=name;
    }
​
    @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) {
        TestThread2 testThread1 =new TestThread2("https://cdn.max-c.com/heybox/game/header/326460_MakHP.jpg","炮弹冲击.png");
        TestThread2 testThread2 =new TestThread2("https://cdn.akamai.steamstatic.com/steam/apps/413150/extras/animalStrip2.png?t=1608624324","星露谷物语.png");
        TestThread2 testThread3 =new TestThread2("https://cdn.cloudflare.steamstatic.com/steam/apps/367520/extras/banner_grimm.png?t=1625363925","空洞骑士.png");
​
        testThread1.start();
        testThread2.start();
        testThread3.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");
        }
    }
}

 

02.2实现Runnable

 

代码实现

package com.kuang.demo01;
​
//创建线程方式2:实现runnable接口,重写run方法,执行线程需要丢入runnable接口实现类,调用start方法
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) {
        //创建一个runnable接口的实现类对象
        TestThread3 testThread3 =new TestThread3();
        //创建线程对象,通过线程对象来开启我们的线程,代理
//        Thread thread =new Thread(testThread3);
//
//        thread.start();
        //以上代码简化完就是这个
        new Thread(testThread3).start();
​
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }
}

package com.kuang.demo01;
​
import org.apache.commons.io.FileUtils;
​
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
​
//练习Thread,实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 implements Runnable{
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名
​
    public TestThread2(String url,String name){
        this.url= url;
        this.name=name;
    }
​
    @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) {
        TestThread2 testThread1 =new TestThread2("https://cdn.max-c.com/heybox/game/header/326460_MakHP.jpg","炮弹冲击.png");
        TestThread2 testThread2 =new TestThread2("https://cdn.akamai.steamstatic.com/steam/apps/413150/extras/animalStrip2.png?t=1608624324","星露谷物语.png");
        TestThread2 testThread3 =new TestThread2("https://cdn.cloudflare.steamstatic.com/steam/apps/367520/extras/banner_grimm.png?t=1625363925","空洞骑士.png");
​
       new Thread(testThread1).start)();
       new Thread(testThread2).start)();
       new Thread(testThread3).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");
        }
    }
}

 

 

03初识并发问题

03.1买火车票

package com.kuang.demo01;
​
//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子
public class TestThread4 implements Runnable{
    //票数
    private int ticketNums =10;
​
    @Override
    public void run() {
        while(true){
​
            if (ticketNums<=0){
                break;
            }
            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(200);//200millis
            } 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,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛").start();
​
    }
}

 

发现问题:多个线程操作同一个资源的情况下,线程不安全,数据紊乱

 

03.2龟兔赛跑

 

package com.kuang.demo01;
​
public class Race implements Runnable{
    //胜利
    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){//兔子每十步休息10millisecond
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
​
            //判断比赛是否结束
            boolean flag =gameOver(i);
            //如果比赛结束了就停止程序
            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){//存在胜利者了
            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();
    }
}
​

 

 

 

 

04实现Callable接口(了解即可)

 

package com.kuang.demo02;
​
import com.kuang.demo01.TestThread2;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
​
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;
​
//线程创建方式三:实现callable接口
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名
​
    public TestCallable(String url,String name){
        this.url= url;
        this.name=name;
    }
​
    @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 {
        TestCallable t1 =new TestCallable("https://cdn.max-c.com/heybox/game/header/326460_MakHP.jpg","炮弹冲击.png");
        TestCallable t2 =new TestCallable("https://cdn.akamai.steamstatic.com/steam/apps/413150/extras/animalStrip2.png?t=1608624324","星露谷物语.png");
        TestCallable t3 =new TestCallable("https://cdn.cloudflare.steamstatic.com/steam/apps/367520/extras/banner_grimm.png?t=1625363925","空洞骑士.png");
​
        //创建执行服务:
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);//这是创建了个线程池,有3个线程
​
        //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.shutdown();
​
    }
}
​
//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");
        }
    }
}

 

05静态代理模式

 

package com.kuang.demo03;
​
public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        WeddingCompany weddingCompany =new WeddingCompany(new You());
        weddingCompany.HappyMarry();
    }
​
}
interface Marry{
    void HappyMarry();
​
}
​
//真实角色,你去结婚
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("秦老师要结婚了开心");
    }
}
​
//代理角色,帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry{
    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 before(){
        System.out.println("结婚前布置现场");
    }
    private void after(){
        System.out.println("结婚后收尾款");
    }
}

总结:

真实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实对象做不了的事情

真实对象就专注做自己的事情

 

06Lamda表达式

 

 

package com.kuang.Lambda;

/*
* 推导lambda表达式
* */
public class TestLambda {
    //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");
    }
}

// 普通写法：
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
    System.out.println("普通写法");
    }
}).start();

//lambda写法：
new Thread( () -> {System.out.println("Lambda写法")} ).start();

 

 

总结:

1. lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化成为一行,如果有多行,那么就用代码块包裹

2. 前提是接口为函数式接口(接口里只有一个方法)

3. 多个参数也可以去掉参数类型,要去掉就都去掉

 

07线程状态

五大状态

07.1线程停止

 

 

方法	说明
setPriority(int newPriority)	更改线程的优先级
static void sleep(long millis)	在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
void join()	等待该线程终止
static void yield()	暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程
void interrupt()	中断线程,别用这个方式
boolean isAlive()	测试线程是否处于活动状态

 

 

代码实现

package com.kuang.state;

//测试停止线程
//1.建议线程正常停止 --->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等果实或者JDK不建议使用的方法
public class TestStop implements  Runnable{
    //1.设置一个标识位
    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 < 1000; 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");
            }
        }
    }
}

 

 

 

07.2线程休眠

• 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

//现实应用案例
public void GetOnlineInfo(){
    HttpBrowserCaoabilities bc=Request.Browser;
    int hbcWidth=bc.ScreenPixelsWidth;
    //项目经理要求这里运行缓慢,好让用户给钱优化,并得到明显的速度提升
    Thread.Sleep(2000);
}

 

package com.kuang.state;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

//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());//或许系统当前时间

        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();
            }
        }
    }


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

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

}

 

07.2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

代码实现

package com.kuang.state;

//测试礼让线程
//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");
        //没有礼让成功就开始,礼让成功了就停止
    }
}

 

礼让失败案例

礼让成功案例

 

 

08线程强制执行_join

Join

Join合并线程,待此线程执行完成后,再执行其他线程,其他线程阻塞

可以想象成插队

 

package com.kuang.state;

import com.kuang.demo01.TestThread4;

//测试Join方法,想象为插队
public class TestJoin implements Runnable{


    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; 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 == 50){
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("main"+i);
        }
    }
}

 

 

 

 

09线程状态(State)观测

Thread.State

线程状态.线程可以处于以下状态之一:

• NEW

  尚未启动的线程处于此状态

• Runnable

  在Java虚拟机中执行的线程处于此状态

• Blocked

  在阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态

• Waiting

  正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态

• Waiting

  正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态.

• Terminated

  已退出的线程处于此状态

 

一个线程可以在给定的时间点处于一个状态.这些状态是不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态

 

package com.kuang.state;

//观察测试线程的状态
public class TestState {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //Thread thread =new Thread(()->{});    lambda表达式

        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){//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

        }

    }

}

 

 

 

 

09.1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.

• 线程优先级用数字表示,范围从1-10.

  • Thread.MIN_PRIORITY =1;

  • Thread.MAX_PRIORITY =10;

  • Thread.NORM_PRIORITY=5;

• 使用以下方式改变或获取优先级

  • getPriority.setPriority(int xxx)

 

代码

package com.kuang.state;

//测试线程的优先级
public class TestPriority {
    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,再启动
        t1.start();

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

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

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//MAX_PRIORITY=10
        t4.start();

        t5.setPriority(8);
        t5.start();

        t6.setPriority(7);
        t6.start();
    }

}

class Mypriority implements Runnable{

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

 

• 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.MIN_PRIORITY=1;

  • Thread.MAX_PRIORITY=10;

  • Thread.NORM_PRIORITY=5;

• 使用以下方式改变或获取优先级

  • getPriority().setPriority(int xxx)

     

优先级的设定建议在start()调度前

 

09.2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...

package com.kuang.state;

//测试守护线程
//佛祖保佑你
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表示用户线程,正常的线程都是用户线程

        thread.start();//佛祖保佑线程启动
        new Thread(you).start();//你,用户线程启动
    }
}

//佛
class God implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("佛祖保佑你");
        }
    }
}


//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("-=======good bye world===============");
    }
}

 

10线程的同步

多个线程操作同一个资源

 

并发

• 并发:同一个对象被多个线程同时操作

如上万人同时抢100张票

两个银行同时取钱

 

• 现实生活中,我们会遇到"同一个资源,多个人都想使用"的问题,最天然的办法就是,排队,一个一个来

• 处理多线程问题时,多个线程访问同一个对象,并且某些线程还想修改这个对象.

  这时我们就需要线程同步.线程同步其实就是一种等待机制,多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列

  等待前面线程使用完毕,下一个线程再使用

 

队列和锁

在sleep线程休眠那里我们学过:每一个对象都有一个锁,sleep不会释放锁

锁保证了安全性(如厕所的锁保证一个厕所一个人上,否则会乱套)

 

线程同步

• 由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间,在带来方便的同时,也带来了访问冲突,为了保证数据在方法中被访问时的正确性,在访问时加入锁机制synchronized,当一个线程获取对象的排它锁,独占资源,其他线程必须等待,使用后释放锁即可.存在以下问题:

  • 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起;

  • 在多线程竞争下,加锁,释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,引起性能问题;

  • 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置,引起性能问题

 

10.1三大不安全案例

1.

package com.kuang.syn;

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

        new Thread(station,"苦逼的我").start();
        new Thread(station,"牛逼的你").start();
        new Thread(station,"可恶的黄牛").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketNums =10;
    boolean flag =true;//外部停止方式
    @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;
        }
        //模拟延时
        Thread.sleep(100);
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNums--);
    }
}

出现负数,线程不安全

出现原因:每个线程在自己的工作内存交互,内存控制不当会造成数据不一致,比如当只剩下一张票时,每个人都看到只剩一张票,就都买了,所以有人买了剩0张,有人买了剩-1张,

小结;这就是线程不安全,因为我们没排队

 

2.

package com.kuang.syn;

//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,"结婚基金");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"girlFriend");

        you.start();
        girlFriend.start();
    }
}


//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名

    //构造一个方法Alt+Insert

    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;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;

    //写构造方法
    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;
        }

        //sleep可以方法问题的发生性
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }


        //卡内余额 = 余额 - 你取的钱
        account.money =account.money -drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney =nowMoney+drawingMoney;

        System.out.println(account.name+"余额为:"+account.money);
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱:"+nowMoney);
    }
}

 

 

出现负数

 

3.

package com.kuang.syn;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//线程不安全集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list =new ArrayList<>();
        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());
    }
}

 

只有9996,数据丢失

 

10.2同步方法及同步块

同步方法

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

  同步方法:public synchronized void method(int args){}

• synchronized方法控制对"对象"的访问,每一个对象对应一把锁,每个synchronized方法都必须获得调用该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

所以方法里面需要修改的内容才需要锁,锁得太多,浪费资源

 

 

 

package com.kuang.syn;

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

        new Thread(station,"苦逼的我").start();
        new Thread(station,"牛逼的你").start();
        new Thread(station,"可恶的黄牛").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketNums =10;
    boolean flag =true;//外部停止方式
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag){
            try {
                buy();
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    //在此处加一个synchronized,就这么简单
    //synchronized 同步方法
    private synchronized void buy() throws InterruptedException {
        //判断是否有票
        if (ticketNums<=0){
            flag =false;
            return;
        }
        //模拟延时
        Thread.sleep(100);
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNums--);
    }
}

安全了

 

只在run方法处加上synchronized是不行的,还是不安全,原因是:

创建这个银行账户多线程的方式是继承Thread，也就是通过extend Thread来进行实现的，在main主方法中。

创建了两个银行账户，这两个账户对象都是独立的，只是共享一个Account对象数据，狂神给Run方法加了锁，锁的是当前对象，但这两个银行账户的当前对象是自己，(synchronized默认锁this)但我们增删改的对象不是他们,应该锁银行才对

 

 

同步块

• 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

  • 同步方法中无需指定同步监视器,因为同步方法的同步监视器就是this,就是这个对象本身,或者时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

 

package com.kuang.syn;

//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,"结婚基金");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"girlFriend");

        you.start();
        girlFriend.start();
    }
}

//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名

    //构造一个方法Alt+Insert

    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;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;

    //写构造方法
    public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;

    }
    //取钱
    @Override
    public void run() {
        synchronized(account){//synchronized第二种方法
            //判断有没有钱
            if (account.money-drawingMoney<0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够,取不了");
                return;
            }

            //sleep可以方法问题的发生性
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }


            //卡内余额 = 余额 - 你取的钱
            account.money =account.money -drawingMoney;
            //你手里的钱
            nowMoney =nowMoney+drawingMoney;

            System.out.println(account.name+"余额为:"+account.money);
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱:"+nowMoney);

        }

    }
}

 

安全了

 

package com.kuang.syn;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//线程不安全集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list =new ArrayList<>();

        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());
    }
}

 

 

安全了

 

10.2死锁

• 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的资源才能运行,而

导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源,都停止执行的情形.某一个同步块同时拥有"两个以上对象的锁"时,就可能会发生"死锁"问题

生活例子:两个或两个以上小孩抢玩具,谁都不肯给谁

 

代码实现

package com.kuang.thread;

//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,"灰姑娘");
        Makeup g2 =new Makeup(1,"白雪公主");
        g1.start();
        g2.start();
    }
}

//口红
class Lipstick{

}
//镜子
class Mirror{

}

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 girlName;//使用化妆品的人

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

    @Override
    public void run() {
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //化妆
    }
    //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.girlName+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (mirror){//一秒钟后想获得镜子
                    System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                }
            }
        }else {
            synchronized (mirror){//获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
                synchronized (lipstick){//一秒钟后想获得镜子
                    System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
        }
    }
}
    }
}

 

 

卡住了,这就是死锁

 

10.3Lock锁

Lock是显式的,synchronized是隐式的

• 从JDK5.0开始,Java提供了更强大的线程同步机制-----通过显式定义同步锁对象来实现同步.同步锁使用Lock对象充当

• java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对线程对共享资源进行访问的工具.锁提供了对共享资源的独占访问,每次只能有一个线程对Lock对象加锁,线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象

• ReentrantLock类实现了Lock,它拥有与synchronized相同的并发性的内存语义,在实现线程安全的控制中,比较常用的是ReentrantLock,可以显式加锁,释放锁.

 

代码

package com.kuang.gaoji;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

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

        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
    }
}

class TestLock2 implements Runnable{
    int ticketNum=10;
    //定义lock锁
    private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            try{
                lock.lock();//加锁
                if (ticketNum>0){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNum--);
                }else break;
            }finally {
                //解锁
                lock.unlock();
            }

        }
    }
}

 

 

 

11线程协作

生产者消费者模式

 

 

11.1管程法

package com.kuang.gaoji;

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

    public String id;

    public Chicken(int i) {
    }
}
//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){

        }
        //如果没有满,我们就需要丢入产品
        chickens[count]=chicken;
        count++;

        //可以通知消费者消费了
        this.notify();
    }
    //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];

        //吃完了,通知生产者生产

        return chicken;
    }
}

 

11.2信号灯法

package com.company.dxc;

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("节目一：新闻联播");
            }else{
                this.tv.play("节目二：法治在线");
            }
        }
    }
}
// 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{
    // 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("观看了：" + voice);
        // 通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag = !this.flag;
    }
}

 

12线程池

 

 

package com.company.dxc;

import java.util.concurrent.Executor;
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 参数为线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        // 执行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        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());
    }
}

 

12总结

package com.company.dxc;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class summary {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        new MyThread1().start();

        new Thread(new MyThread2()).start();

        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new MyThread3());
        new Thread(futureTask).start();
        Integer integer = futureTask.get();
        System.out.println(integer);
    }
}

// 1. 继承Thread类
class MyThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("My Thread1");
    }
}
// 2. 实现Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("My Thread2");
    }
}
// 3. 实现Callable接口
class MyThread3 implements Callable<Integer>{
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("My Thread3");
        return 100;
    }
}