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JAVA多线程总结(笔记)

线程的特点

  • 线程就是独立的执行路径；
  • 在线程运行时，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，为系统的入口，用于执行整个程序；
  • 在一个进程中，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紧密相关的，先后顺序是不能人为的干预的。
  • 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

进程和线程的区别

进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是处理器任务调度和执行的基本单位。还存在资源开销、包含关系、内存分配、影响关系、执行过程等区别。同一进程的线程共享本进程的地址空间和资源，而进程之间的地址空间和资源相互独立。

线程创建方式

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-i3ZOerjT-1608708490342)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201222233338560.png)]

1.Thread

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oaYMfvFx-1608708490345)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201222234526548.png)]

  • 自定义线程类继承Thread类
  • 重写run（）方法，编写线程执行体
  • 创建线程对象，调用start（）方法启动线程 
//创建线程方式一：继承thread类，重写run（）方法，调用start开启线程
    //总结：注意，线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行
public class ThreadDemo01 extends Thread {
    @Override
    public void run() {//run方法线程体
        for (int i = 0; i <100; i++) {
            System.out.println("多线程被执行了");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程，主线程
        //创建一个线程对象
        ThreadDemo01 td1 = new ThreadDemo01();
        td1.start();//调用start方法开启线程
        for (int i = 0; i <1000 ; i++) {
            System.out.println("每天都在学习java");
        }
    }
}

练习

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-eeB1nHR8-1608708490347)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201222235400735.png)]

package com.dong.thread;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

/**
 * @author dong
 * @date 2020/5/24 - 8:39
 */
//
public class ThreadDemo02 extends Thread{
   private String url;//保存网络图片地址
   private String name;//保存的文件名

    public ThreadDemo02(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("图片下载成功，名为："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo02 t1 = new ThreadDemo02("https://dss0.baidu.com/73t1bjeh1BF3odCf/it/u=1561546013,1259770086&fm=85&s=1A21EC02EE337FAF0854119903001062","1.jpg");
        ThreadDemo02 t2 = new ThreadDemo02("https://dss0.baidu.com/73t1bjeh1BF3odCf/it/u=3506652242,2368086075&fm=85&s=8C9F875066675AAE078DE4D6030050F1","2.jpg");
        ThreadDemo02 t3 = new ThreadDemo02("https://dss0.baidu.com/73t1bjeh1BF3odCf/it/u=2623032014,2137091052&fm=85&s=F4C2BE56F74162EE0E5EEC7C03004071","3.jpg");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
//下载器
class WebDownLoader{
    //下载方法
    public void downLoader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("文件下载失败，Io有问题");//文件下载失败
        }
    }
}

2.Runnable接口 

public class ThreadDemo03 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <200 ; i++) {
            System.out.println("多线程被执行了");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new ThreadDemo03()).start();
        //ThreadDemo02 threadDemo02 = new ThreadDemo02();
        //Thread thread = new Thread(threadDemo02);代理
        //thread.start();
        for (int i = 0; i <1000 ; i++) {
            System.out.println("每天都在学习java");
        }
    }
}

小结

  • 继承Thread类
    • 子类继承Thread类具备多线程能力
    • 启动线程：子类对象.start（）
    • 不建议使用：避免OOP单继承局限性
  • 实现Runnable接口

实现接口Runnable具有多线程能力

启动线程：传入目标对象+Thread对象.start ()

推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一对象被多个线程使用

实例 

public class ThreadDemo04 implements Runnable{
    private static String winner;//胜利者   static保证只有一个胜利者
    @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%20==0){
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            //判断是否结束比赛
                boolean flag=gameOver(i);
            //如果比赛结束了，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){
          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) {
        new Thread(new ThreadDemo04(),"兔子").start();
        new Thread(new ThreadDemo04(),"乌龟").start();
    }
}

3.实现Callable接口(了解)

  1. 实现Callable接口，需要返回值类型
  2. 重写call方法，需要抛出异常
  3. 创建目标对象
  4. 创建执行服务：ExecutorService=Executor.newFixedThreadPool(1);
  5. 提交执行：Futureresult1=ser.submit(t1);
  6. 获取结果：boolean r1=result.get()
  7. 关闭服务：ser.shutdownNow(); 
package com.kuang.demo02;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    private String url;//保存网络图片地址
    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("图片下载成功，名为："+name);
        return  true;
    }
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
     TestCallable t1 = new TestCallable("https://dss0.baidu.com/73t1bjeh1BF3odCf/it/u=1561546013,1259770086&fm=85&s=1A21EC02EE337FAF0854119903001062","1.jpg");
      TestCallable t2 = new TestCallable("https://dss0.baidu.com/73t1bjeh1BF3odCf/it/u=3506652242,2368086075&fm=85&s=8C9F875066675AAE078DE4D6030050F1","2.jpg");
    TestCallable t3 = new TestCallable("https://dss0.baidu.com/73t1bjeh1BF3odCf/it/u=2623032014,2137091052&fm=85&s=F4C2BE56F74162EE0E5EEC7C03004071","3.jpg");
      //创建执行服务
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
        //提交执行
        Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);
        Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);
        Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);
        //获取结果
        boolean rs1=r1.get();
        boolean rs2=r2.get();
        boolean rs3=r3.get();
        //关闭服务
        ser.shutdownNow();
    }
}
//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("文件下载失败，Io有问题");//文件下载失败
        }
    }
}

静态代理

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

真实对象专注做自己的事情

package com.kuang.demo03;
public class StacticProxy {
    public static void main(String[] args) {
//        WeddingCompany weddingCompany=new WeddingCompany(new You());
//        weddingCompany.HappyMarry();
        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();
    }
}
interface  Marry{
    void HappyMarry();
}
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry(){
        System.out.println("afdas");
    }
}

class  WeddingCompany implements Marry{
    private  Marry target;
    public WeddingCompany(Marry target){
        this.target=target;
    }
    @Override
    public void HappyMarry(){
        before();
        this.target.HappyMarry();
        after();    }
    private void after() {
        System.out.println("asf");    }
    private void before() {
        System.out.println("asdfa");
    }
}

Lamda表达式

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GmTxaGNR-1608708490355)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223104552933.png)]

函数式接口

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ll6HAooJ-1608708490356)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223104815076.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OVOumEzH-1608708490359)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223110252247.png)]

lamda表达式简化

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-90qhdq24-1608708490360)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223111844980.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YxZohGaf-1608708490361)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223112035798.png)]

public class TestLambda1 {
    //2.静态内部类
    static class Love implements ILove {

        public void ILove(int a) {
            System.out.println("i like lambda" + a);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
      Love love=new Love();
      love.ILove(1);
      Love love1=new Love();
      love1.ILove(2);
        class Love implements ILove {
        //3.局部内部类
            public void ILove(int a) {
                System.out.println("i like lambda" + a);
            }
        }
        Love love2 = new Love();
        love2.ILove(3);
        //4.匿名内部类
        ILove iLove=new ILove() {
            @Override
            public void ILove(int a) {
                System.out.println("i like lambda" + a);
            }
        };
      iLove.ILove(4);
      //5.lambda表达式
        ILove iLove1=(int a)->{
            System.out.println("i like lambda" + a);
        };
        iLove1.ILove(5);
    }
}
//定义一个接口,只有一个方法，函数式接口
interface ILove{
    void ILove(int a);
}
    //1.普通实现
class Love implements ILove {
        @Override
    public void ILove(int a) {
        System.out.println("i like lambda" + a);
    }
}
public class TestLambda2 {
    public static void main(String[] args) {
        YouLove youLove=(a,b)->{
            System.out.println("一句话你说:"+a+b);
        };
        youLove.youLove(10,20);
    }
}

interface YouLove{
    void youLove(int a,int b);
}

总结：

  1. lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化为一行，如果有多行，那么就用代码块包裹
  2. 前提是 接口为函数式接口
  3. 多个参数也可以去掉参数类型， 要去 掉 就都去掉 ，必须加上括号。

线程状态

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DpOnjVPD-1608708490361)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223112930005.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OEAilaW0-1608708490362)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223113054638.png)]

线程停止 

package com.kuang.demo05;

public class TestStop implements Runnable {
    private boolean flag=true;
    @Override
    public void run() {
        int i=0;
        while (flag){
            System.out.println("run.....Thread"+(i++));
        }
    }
    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){
                testStop.stop();
                System.out.println("线程停止了！");
            }
        }
    }
}

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时间到达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

package com.kuang.demo05;

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

public class TestSleep2 {
    public static void main(String[] args) {
        TestSleep2.tenDown();
        //打印当前系统时间
        Date startTime=new Date(System.currentTimeMillis());//获取当前系统时间
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime=new Date(System.currentTimeMillis());//更新时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //模拟倒计时
    public static void tenDown(){
        int num=10;
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                if (num<=0){
                    break;
                }else{
                    System.out.println("倒计时！！！"+num--+"秒");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

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。

package com.kuang.demo05;
public class TestYield{
    public static void main(String[] args) {
        MyYield yield=new MyYield();
        new Thread(yield,"a").start();
        new Thread(yield,"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");
    }
}

线程强制执行join 

package com.kuang.demo05;
public class TestJoin implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <10 ; i++) {
            System.out.println("VIP线程来插队了！！！"+i);
        }
    }


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//        Thread thread= new Thread(new TestJoin());
        new Thread(new TestJoin()).start();

        for (int i = 0; i <400 ; i++) {
            System.out.println("主线程在排队！！！"+i);
            if (i==100){
                new Thread(new TestJoin()).join();

            }
        }
    }
}

Thread.State

线程状态，线程可以处于一下状态之一：

  • 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 被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。
  • Timed Waiting 正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态。
  • Terminated 已退出的线程处于此状态。

一个线程可以给定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.demo05;
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("");
        });

        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);//new

        thread.start();//启动线程
        state=thread.getState();//runnable
        System.out.println(state);
        while (state!= Thread.State.TERMINATED){//只要线程不终止就输入线程状态
            Thread.sleep(100);
            state=thread.getState();
            System.out.println(state);
        }
    }
}

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2HsC4lq6-1608708490364)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223130000180.png)]

线程优先级

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，范围从1~10。

使用以下方式改变或获取优先级

getPriority().setPriority(int xxx)

package com.kuang.demo05;

public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        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);
        //先设置线程优先级
        t1.setPriority(1);
        t1.start();
        t2.setPriority(3);
        t2.start();
        t3.setPriority(6);
        t3.start();
        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//  优先级=10
        t4.start();
        t5.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);// 优先级=1
        t6.setPriority(9);
        t6.start();

        System.out.println("main");
    }
}
class MyPriority implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---线程被执行了！---"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vRIzDkCg-1608708490365)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223131437565.png)]

注意：先设置优先级，再start线程！！！

守护线程daemon

  • 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.demo05;
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);//默认为flase 为用户线程，  true为守护线程
        thread.start();
//        new Thread(you).start();
        Thread thread1 = new Thread(you);
        thread1.start();

    }
}
class God implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝守护着你-------");
        }
    }
}
class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <36500 ; i++) {
            System.out.println("开心着活着每一天------");
        }
        System.out.println("----goodbye!Beautiful World!!!------");

    }
}

线程同步机制

  • 由于同一进城的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同事，也带来了访问冲突问题，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，当一个线程获得对象的排它锁，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它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。

三大不安全案例解决

不安全的买票 

package com.kuang.demo06;
//不安全的买票
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket bt=new BuyTicket();
        new Thread(bt,"我").start();
        new Thread(bt,"你").start();
        new Thread(bt,"黄牛党").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){
            buy();
        }
    }
    public synchronized void buy(){//锁了方法，相当于this 把类给锁住
        //判断是否有票
        if(ticketNums<=0){
            System.out.println("票没了");
            flag=false;
            return ;     
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ticketNums--);
    }
}

不安全的银行 

package com.kuang.demo06;
//不安全取钱
//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,"女朋友");
        you.start();
        girlFriend.start();
    }
}
//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}
//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    //取了多少钱；
    int drawingMoney;
    //现在手里又多少钱
    int nowMoney;
    public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){
        super(name);
        this.account=account;
        this.drawingMoney=drawingMoney;

    }
    //取钱

    @Override
    public void run() {
        synchronized (account) {//锁的对象是变化的量，锁需要增删改的对象
            //判断有没有钱
            if (account.money - drawingMoney <= 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "钱不够");
                return;
            }
            //卡内余额
            account.money -= drawingMoney;
            //手里的钱
            nowMoney += drawingMoney;
            System.out.println(account.name + "余额为:" + account.money);
            //Thread.currentThread().getName()=this.getName();
            System.out.println(this.getName() + "手里的钱:" + nowMoney);
        }
    }
}

用sleep可以放大问题的发生性

不安全的集合 

package com.kuang.demo06;
import java.util.ArrayList;
public class UnsafeList {
     public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i <1000 ; i++) {
            new Thread(()->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
            try {
                Thread.sleep(30);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

同步

同步方法

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gFDPBjYN-1608708490368)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223135044806.png)]

同步块

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CG6hbeAf-1608708490371)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223135151154.png)]

死锁避免方法

产生死锁的四个必要条件：

1.互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。

2.请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不妨。

3.不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。

4.循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

Lock锁

  • 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相同的并发性和内存语义，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。 
package com.kuang.demo06;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket ticket = new Ticket();
        new Thread(ticket).start();
        new Thread(ticket).start();
        new Thread(ticket).start();
    }

}
class Ticket extends Thread{
    private int ticketNums=10;
    //定义lock锁
    private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();

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

synchronized与Lock的对比

  • Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁）synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放
  • Lock只有 代码块加锁 ，synchronized有代码块锁和方法锁
  • 使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）
  • 优先使用顺序：
  • Lock>同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源）>同步方法（在方法体之外）

线程通信

案例：生产者消费者

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-978jJ3Gl-1608708490372)(C:\Users\王东梁\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201223142705516.png)]

  • 假设仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中产品取走消费。
  • 如果仓库中没有产品，则生产者将产品放入仓库，否则停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止。
  • 如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费，否则停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止。

管程法 

package com.kuang.demo07;
//测试：生产者消费者模型--》
//生产者，消费者，产品
public class TestPC{
    public static void main(String[] args) {
        SynContain contain=new SynContain();
        new Productor(contain).start();
        new Consumer(contain).start();
    }

}


//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContain contain;
    public  Productor(SynContain contain){
        this.contain=contain;
    }

    @Override//生产
    public  void run()
    {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            contain.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");

        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContain contain;
    public  Consumer(SynContain contain){
        this.contain=contain;}
    @Override//生产
    public  void run()
    {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了"+contain.pop().id+"只鸡");
        }
    }

}
//产品
class Chicken{
    int id;//产品编
    public Chicken(int id){
        this.id=id;
}

}
//容器
class SynContain {
    //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,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 {//Ctrl加Alt加T进行代码块的包裹
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }


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

}

信号灯法 

package com.kuang.demo07;
public class TestPc2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}
//生产者--》演员
class Player extends Thread{
    TV tv;

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

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            if (i%2==0){
                this.tv.play("快乐大本营播放中");
            }else{
                this.tv.play("抖音：记录美好生活");
            }
        }
    }
}
//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);
        //同知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag=!this.flag;
    }
}

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。
    • 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
      • keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止 
package com.kuang.demo07;
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
        ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(10);
        //newFixedThreadPool 参数为：线程池大小
        //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());
    }
}
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