多线程笔记https://blog.csdn.net/qq_42025798/article/details/11935

blog.csdn.net/qq\_4202579…

1.任务

生活中的例子、边吃饭、边玩手机
在这里插入图片描述

开车、打电话、挂点滴
在这里插入图片描述

上厕所、玩手机

在这里插入图片描述

现实中太多这样同时做多件事情的例子了，看起来是多个任务都在做，其实本质上我们的大脑在同一时间依旧只做了一件事情。

在这里插入图片描述

2.进程

在操作系统中运行的程序就是进程，比如你的QQ、播放器、游戏、IDE等等。。。
在这里插入图片描述

一个进程可以有多个线程，如视频中同时听声音，看图像，看弹幕，等等

1.说起进程，就不得不说下程序。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。

2.而进程是执行程序的一次执行过程，它是动态的概念。是系统资源分配的单位

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

注意：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，在同一时间点，cpu 只能执行一个代码，因为切换的很快，所以有同时执行的错觉。

总结：
1.线程就是独立的执行路径;

2.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;

3.main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序;

4.在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器（CPU）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。

5.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。

6.线程会带来额外的开销，如cpu调度时间，并发控制开销。
7.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;

3.多线程

原来是一条路，慢慢因为车太多了，道路堵塞，效率极低。
为了提高使用的频率，能够充分利用道路，于是加了多个车道。

在这里插入图片描述

原来的方法调用

在这里插入图片描述

多线程下的方法调用

在这里插入图片描述

线程实现三种方式
1.继承Thread类

2.实现Runnable 接口

3.实现Callable 接口

继承Thread类实现多线程步骤如下：
1.自定义线程类继承Thread类

2.重写run() 方法，编写线程执行体

3.创建线程对象，调用start() 方法启动线程

创建线程方式1：继承Thread（通过查看源码发现Thread 是实现Runnable接口的）
注意：线程开启不一定立即执行，由CPU调度安排。

public class TestThread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        //run方法 线程体
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我在撸代码--"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
        //调用start()方法 ，开启线程
        testThread1.start();

        //main线程，主线程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我在学习--"+i);
        }

    }
}

//执行结果
我在学习--0
我在学习--1
我在学习--2
我在学习--3
我在学习--4
我在学习--5
我在学习--6
我在学习--7
我在撸代码--0
我在撸代码--1
我在学习--8
我在撸代码--2
我在撸代码--3
我在撸代码--4
我在学习--9
我在撸代码--5
我在撸代码--6
我在撸代码--7
我在撸代码--8
我在撸代码--9

案例：网图下载

package cn.bloghut.thread;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

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

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestThread2
 * @description 实现多线程同步下图片
 * @date 2021/7/27 18:25
 */
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.name = name;
        this.url = url;
    }

    /**
     * 下载图片线程的执行体
     */
    @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 thread1 = new TestThread2("https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d8885c9a178b2fcaea732190717b516d.png", "1.jpg");
        TestThread2 thread2 = new TestThread2("https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d8885c9a178b2fcaea732190717b516d.png", "2.jpg");
        TestThread2 thread3 = new TestThread2("https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d8885c9a178b2fcaea732190717b516d.png", "3.jpg");
        //先下载t1
        thread1.start();
        //先下载t2
        thread2.start();
        //先下载t3
        thread3.start();
    }
}

class WebDownloader{
    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");
        }
    }

}

//输出
下载了文件名为：2.jpg
下载了文件名为：1.jpg
下载了文件名为：3.jpg

创建线程方式2：实现Runnable接口

package cn.bloghut.thread;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestThread1
 * @description 实现多线程第二种方式
 * @date 2021/7/27 18:13
 */
public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //run方法 线程体
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我在撸代码--"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建线程对象
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程
        Thread thread = new Thread(testThread3);
        thread.start();

        //main线程，主线程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我在学习--"+i);
        }

    }
}
//输出

我在学习--0
我在学习--1
我在学习--2
我在学习--3
我在学习--4
我在撸代码--0
我在学习--5
我在撸代码--1
我在学习--6
我在撸代码--2
我在撸代码--3
我在学习--7
我在学习--8
我在学习--9
我在撸代码--4
我在撸代码--5
我在撸代码--6
我在撸代码--7
我在撸代码--8
我在撸代码--9

4.Thread 和Runnable小结

继承Thread类
1.子类继承Thread 类具有多线程能力
2.启动线程：子类对象.start()
3.不建议使用：避免OOP

单继承局限性

实现Runnable 接口
1.实现接口Runnable 具有多线程能力
2.启动线程：传入目标对象+Thread对象.start（）
3.推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

5.案例：龟兔赛跑

1.首先来个赛道距离，然后要离终点越来越近
2.判断比赛是否结束
3.打印出胜利者
4.龟兔赛跑开始
5.故事中是乌龟赢了，兔子需要睡觉，所以我们模拟兔子睡觉

6.终于，乌龟赢了

package cn.bloghut.thread;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname Race
 * @description 模拟龟兔赛跑
 * @date 2021/7/27 19:13
 */
public class Race implements Runnable {

    //胜利者
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            //模拟兔子休息
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") || i % 10 == 0) {
                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) {
        if (winner != null) {//已经由胜利者了
            return true;
        } else {
            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, "乌龟").start();
        new Thread(race, "兔子").start();

    }

}
//结果
Winner is 乌龟

创建线程方式3：实现Callable 接口

实现Callable接口，

1.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 ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
5.提交执行： Future r1 = ser.submit(t1);
6.获取结果： Boolean rs1 = r1.get();

7.关闭服务： ser.shutdownNow();

package cn.bloghut.callable;

import cn.bloghut.thread.TestThread2;
import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestCallable
 * @description 线程创建方式三：实现Callable即可
 * @date 2021/7/29 12:03
1、可以定义返回值
2、可以抛出异常
 */
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.name = name;
        this.url = url;
    }
    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public Boolean call() throws Exception {
        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://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d8885c9a178b2fcaea732190717b516d.png", "1.jpg");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d8885c9a178b2fcaea732190717b516d.png", "2.jpg");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d8885c9a178b2fcaea732190717b516d.png", "3.jpg");

        //1.创建执行服务
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
        //2.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();

    }
}

class WebDownloader {
    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");
        }
    }

}

6.静态代理

在这里插入图片描述

静态代理总结：
1.真实对象和代理对象都要实现同一个接口

2.代理对象要代理真实角色

好处：

代理对象可以做很多对象做不了的事情

真实对象专注做自己的事情

package cn.bloghut.proxy;

/**

@author by 闲言
@classname StactProxy
@description 静态代理简单说明
@date 2021/7/29 12:19 */ public class StacticProxy { public static void main(String[] args) { You you = new You();//你要结婚
```
 new Thread( () -> System.out.println("嘤嘤嘤")).start();

 new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();    }
```

}

interface Marry { void HappyMarry(); }

//真实角色，你去结婚 class You implements Marry {

@Override
public void HappyMarry() {

    System.out.println("闲言要结婚了，超开心");
}

}

//真实角色，帮助你结婚 class WeddingCompany implements Marry { //代理谁--》真实目标角色 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 after() {
    System.out.println("结婚之后，收尾款");
}

private void before() {
    System.out.println("结婚之前，布置现场");
}

}

7.Lambda表达式

希腊字母表中排序第十一位的字母，英语名称为Lambda
避免内部类定义过多
其实质属于函数式编程概念

（params） -> expression [表达式] （params） -> statement [语句] （params） -> {statement }

new Thread(()-> System.out.println("多线程学习")).start();

为什么要使用lambda 表达式

1.避免你们内部类定义过多

2.可以让你的代码看起来很简洁

3.去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑函数式接口的定义

理解Functional Interface(函数式接口)是学习Java9 lambda表达式的关键所在。

函数式接口的定义：

1.任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口。

2.对于函数式接口，我们可以通过lambda 表达式来创建该接口的对象。

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

案例1

package cn.bloghut.lambda;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname Testlambda
 * @description 推导lambda表达式
 * @date 2021/7/29 12:38
 */
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表达式
        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");
    }
}

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，前提是接口未函数式接口；

2、多个参数也可以去掉参数类型，要去掉都可以去掉，必须加上括号；

8.线程状态

在这里插入图片描述

线程方法
在这里插入图片描述

线程停止
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.不用使用stop或destory 等过时或者JDK 不建议使用的方法

package cn.bloghut.state;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestStop
 * @description 测试stop
 * @date 2021/7/29 17:51
 */
public class TestStop implements Runnable {

    //1.设置一个标志位
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (flag) {
            System.out.println("run...Thread->" + i++);
        }
    }

    //2.设置一个公开的方法停止线程，转换标志位
    public void stop() {
        this.flag = false;
    }


    public static void main(String[] args) {
        TestStop testStop = new TestStop();
        //开启线程
        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("该线程停止了");
            }
        }

    }
}

9.线程休眠（sleep）

1.sleep（时间）指定当前线程阻塞的毫秒数；
2.sleep 存在异常InterruptedException；
3.sleep 时间达到后线程进入就绪状态

4.sleep 可以模拟网络延时，倒计时等。

5.每一个对象都有一个锁，

sleep不会释放锁；

案例：模拟网络延时

package cn.bloghut.state;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestSleep
 * @description 模拟网络延时：放大问题的发生性
 * @date 2021/7/29 18:09
 */
public class TestSleep 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(100);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->拿到了第" + ticketNums-- + "票");
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        TestSleep testSleep = new TestSleep();

        new Thread(testSleep,"小明").start();
        new Thread(testSleep,"小红").start();
        new Thread(testSleep,"小黄牛").start();

    }
}

案例：模拟倒计时、打印当前系统时间

package cn.bloghut.state;

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

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestSleep2
 * @description 模拟倒计时
 * @date 2021/7/29 18:23
 */
public class TestSleep2 {
    /**
     * 模拟倒计时
     *
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void testDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;
        while (true) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num == 0) {
                break;
            }
        }
    }

    /**
     * 打印当前时间
     */
    public static void printNowDate() {
        //打印当前系统时间
        Date stattTime = new Date(System.currentTimeMillis());
        while (true) {
            try {
                //休眠1秒
                Thread.sleep(1000);
                //格式化时间,并输出时间
                System.out.println(new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss").format(stattTime));
                //更新获取时间
                stattTime = new Date(System.currentTimeMillis());
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

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

10.线程礼让（yield）

1.礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞

2.将线程从运行状态转为就绪状态

3.让cpu 重新调度，礼让不一定成功！看cpu心情

package cn.bloghut.state;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestYied
 * @description 测试礼让线程
 * 礼让不一样成功，看CPU心情
 * @date 2021/7/29 18:35
 */
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");
    }

}

11.线程强制执行：（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

在这里插入图片描述

练习：

package cn.bloghut.state;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestJoin
 * @description 测试join 方法
 * 想象为插队
 * @date 2021/7/29 18:42
 */
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 {
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);
        //启动线程
        thread.start();

        //主线程
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            if (i == 100) {
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("main" + i);
        }

    }
}

现场状态观测

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：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

一个线程可以在给定时间点处于一个状态，这些状态不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态。

package cn.bloghut.state;
/**
 * @author by 闲言
 * @classname TeestState
 * @description 观测线程状态
 * @date 2021/7/30 10:39
 */
public class TeestState {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread thread =  new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("/");
            }
        });

        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);

        //观察启动后
        thread.start();
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);
        //只要线程不终止，就一直输出状态
        while (state != Thread.State.TERMINATED){
            Thread.sleep(100);
            state = thread.getState();//更新线程状态
            System.out.println(state);//输出线程状态
        }

    }
}

注意：线程中断或结束，一旦进入死亡状态，就不能再次启动。

12.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，线程调度器安装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

Thread.MIN_PRIORITY = 1;
Thread.MAX_PRIORITY = 10;
Thread.NOPM_PRIORITY = 5;

使用以下方式改变或获取优先级

getPriority()

setPriority(int xx)

package cn.bloghut.state;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestPriority
 * @description 测试线程的优先级
 * @date 2021/7/30 10:52
 */
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);//10
        t4.start();

        //   t5.setPriority(-1);//通过查看源码发现，设置优先级为-1会报错（小于1）
        //  t5.start();

        // t6.setPriority(11);//通过查看源码发现，设置优先级为11会报错（大于10）
        //t6.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());
    }
}

优先级低只是意味着获得调度的概率低，并不是优先级低就不会被调用，这都是看CPU的调度。

13.守护(daemon)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、垃圾回收等等…

package cn.bloghut.state;

/**
- @author by 闲言
- @classname TestDaemon
- @description 测试守护线程
- @date 2021/7/30 12:14 */ public class TestDaemon { public static void main(String[] args) { God god = new God(); You you = new You();
```
 Thread thread = new Thread(god);
 thread.setDaemon(true);//默认是false表示是用户线程，正常的线程都是用户线程


 thread.start();//上帝守护线程启动

 new Thread(you).start();//你 用户线程启动
```
  } }
//你 class You implements Runnable {
```
@Override
public void run() {
    for (int i = 0; i < 36500; i++) {
        System.out.println("你一生都开心活着");
    }
    System.out.println("=========goodbye! world=======");
}
```
}

//上帝 class God implements Runnable { @Override public void run() { while (true) { System.out.println("上帝保护着你"); } } }

线程同步

多个线程操作同一个资源

并发：同一个对象被多个线程同时操作

在这里插入图片描述

现实生活中，我们会遇到“同一资源，多个人都想使用”的问题，比如：食堂排队打饭，每个人都想吃饭，最天然的解决办法就是，排队。一个个来处理多线程问题时，

多个线程访问同一个对象（并发），并且某些线程还想修改这个对象，这个时候我们就需要线程同步，线程同步就是一种机制，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。

在这里插入图片描述

14.队列和锁

由于同一个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：
1.一个线程有锁会导致其他需要此锁的线程挂起；

2.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；

3.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。

线程不安全案例1：不安全的买票

package cn.bloghut.syn;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname UnsafeBuyTicket
 * @description 不安全的卖票
 * @date 2021/7/30 17:21
 */
public class UnsafeBuyTicket {

    public static void main(String[] args) {

        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station,"闲言").start();
        new Thread(station,"鸡哥").start();
        new Thread(station,"黄牛").start();

    }

}

class BuyTicket implements Runnable {

    //票
    private int ticketNums = 10;
    private boolean flag = true;//外部停止方式

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag) {
            buy();
        }
    }

    private void buy() {
        //判断是否有票
        if (ticketNums <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticketNums-- + "张票");
    }
}

线程不安全案例2：不安全的取钱

package cn.bloghut.syn;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname UnsafeBank
 * @description 不安全的取钱
 * @date 2021/7/30 17:29
 */
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

    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;

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    @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;
        }

        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }


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

    }
}

线程不安全案例3：不安全的集合

package cn.bloghut.syn;

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

/**
 * @author by 闲言
 * @classname UnsafeList
 * @description 线程不安全的集合
 * @date 2021/7/30 18:09
 */
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        Thread.sleep(3000);//为了让主线程休眠，如果不sleep,主线程执行过快，直接打印结果，导致输出结果异常，
        System.out.println(list.size());

    }
}

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
synchronized块

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

synchronized 方法控制对 “ 对象”的访问，每个对象对应一把锁，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：若将一个大的方法声明为synchronized 将会影响效率。

方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多，浪费资源。

在这里插入图片描述

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，就是和这个对象本身，或者是class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，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，然后锁定并访问锁的对象就是变化的量，需要增删改的数据

15.死锁

多个线程互相抱着对象需要的资源，然后形成僵持。

多个线程各自占有一些资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致这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”，就可能发生“死锁”的问题。

死锁案例

package cn.bloghut.thread;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestLock
 * @description 死锁案例
 * @date 2021/7/31 10:33
 */
public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0,"灰姑凉");
        Makeup g2 = new Makeup(1,"白雪公主");

        g1.start();
        g2.start();


    }
}


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

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

    @Override
    public void run() {

        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    //化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice == 0) {
            synchronized (lipstick) {//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(100);

                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) {//想获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(100);
                synchronized (lipstick) {//一秒钟后想获得口红
                    System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");

                }

            }
        }
    }
}

产生死锁的四个必要条件：
1.互斥条件：一个资源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，对已获得的资源保持不放。

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：若干个进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

16.Lock（锁）

可重入锁
1.从JDK 5.0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

2.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。

3.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。

lock锁案例

package cn.bloghut.gaoji;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestLock
 * @description 测试lock锁
 * @date 2021/7/31 10:58
 */
public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {

        TestLock2 lock2 = new TestLock2();
        new Thread(lock2,"闲言").start();
        new Thread(lock2,"鸡哥").start();
        new Thread(lock2,"黄牛").start();

    }
}

class TestLock2 implements Runnable{

    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(100);
                    }catch (Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+ticketNums--);

                }else {
                    break;
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }finally {
                lock.unlock();//解锁
            }
        }
    }
}

Synchronized 与 Lock 的对比
1.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

2.Lock只有代码块锁,synchronized有代码块锁和方法锁

3.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)
4.优先使用顺序:
Lock > 同步代码块（已经进入了方法体，分配相应资源） > 同步方法（在方法体之外）

线程通信问题
生产者和消费者问题
1.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。
2.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。
3.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，直到仓库再次放入产品为止。
在这里插入图片描述

这是一个线程同步问题，生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件。
1.对于生产者﹐没有生产产品之前，要通知消费者等待﹒而生产了产品之后﹐又需要马上通知消费者消费
2.对于消费者﹐在消费之后﹐要通知生产者已经结束消费﹐需要生产新的产品以供消费.
3.在生产者消费者问题中,仅有synchronized是不够的
synchronized可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步
synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)

Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

在这里插入图片描述

注意：均是Object类的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出lllegalMonitorStateException

解决方式1：
并发协作模型“生产者/消费者模式”—>管程法
1.生产者:负责生产数据的模块(可能是方法﹐对象﹐线程,进程);
2.消费者∶负责处理数据的模块(可能是方法,对象﹐线程﹐进程);
3.缓冲区:消费者不能直接使用生产者的数据﹐他们之间有个“缓冲区

生产者将生产好的数据放入缓冲区,消费者从缓冲区拿出数据

package cn.bloghut.gaoji;


/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestPC
 * @description 测试生产者消费者模型---》利用缓冲去解决：管程法
 * @date 2021/7/31 11:47
 */

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 = 1; i <= 20; i++) {
            container.push(new Chiken(i));
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
        }
    }
}

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

    public Consumer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }
    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            Chiken pop = container.pop();
            System.out.println("消费了第"+pop.id+"只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chiken {
    int id;//编号

    public Chiken(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer {

    //需要一个容器大小
    Chiken[] chikens = new Chiken[10];
    //容器计数器
    int count = 0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chiken chiken) {
        //如果容器满了，就需要等待消费者消费
        if (count == chikens.length) {
            //通知消费者消费，生产者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果容器没有满，我们就需要丢入产品
        chikens[count] = chiken;
        count++;
        //通知消费者消费
        this.notifyAll();
    }

    //通知消费者消费
    public synchronized Chiken 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--;
        Chiken chiken = chikens[count];
        //吃完了，通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return chiken;
    }
}

一句话：生产者生成，消费者消费。

17.线程池

背景:

经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。

思路︰提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。

好处:
1.提高响应速度（减少了创建新线程的时间)

2.降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建)

3.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

JDK 5.0起提供了线程池相关API:
ExecutorService和Executors
ExecutorService:真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor

void execute(Runnable cgmmand):执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
Future submit(Callable task):执行任务，有返回值，一般又来执行Callable
void shutdown():关闭连接池
Executors:
工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池

package cn.bloghut.gaoji;

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

/**
 * @author by 闲言
 * @classname TestPool
 * @description 测试线程池
 * @date 2021/7/31 12:31
 */
public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建服务，创建线程池
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

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

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

    }
}

class MyThread implements Runnable {


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