1. 线程简介

多任务、进程、线程、多线程

多任务：相当于大脑同时做多件事情

多线程：相当于一条路划分几条道供多辆车走，提高效率

普通方法调用和多线程图示：

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

程序是指令和数据的有序集合，静态概念，进程则是执行程序的一次执行过程，动态概念，一个进程可以包含若干个线程（至少有一个线程），线程是CPU调度和执行的单位，真正的多线程是有多个CPU，如果是模拟出来的多线程则只有一个CPU切换很快，有同时执行的错觉

本章核心概念：

2. 线程实现（重点）

线程创建

三种方式：

• 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

示例：

package com.thread.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 TestThread 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

        //创建一个线程对象
        TestThread testThread = new TestThread();

        //调用start方法开启线程
        testThread.start();


        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程..." + i); //会交替执行
        }

    }
}

• 注意，线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行

继承Thread类（重点）

百度搜索commos-io的jar包，在项目目录中创建lib目录并将jar包放入lib中

多线程下载图片示例：

package com.thread.demo02;

import org.apache.commons.io.FileUtils;
import org.xml.sax.ext.Attributes2;

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 TestThread1 extends Thread{

    private String url;
    private String name;

    public TestThread1(String url, String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //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("下载的文件名为：" + name);
    }

    public static void main(String[] args) {

        TestThread1 t1 = new TestThread1("https://ss3.bdstatic.com/70cFv8Sh_" +
                "Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=3754629430,458249399&fm=26&gp=0.jpg","IU1.jpg");
        TestThread1 t2 = new TestThread1("https://ss1.bdstatic.com/70cFuXSh_" +
                "Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=3403073521,3211226630&fm=26&gp=0.jpg","IU2.jpg");
        TestThread1 t3 = new TestThread1("https://gimg2.baidu.com/image_sear" +
                "ch/src=http%3A%2F%2Fnimg.ws.126.net%2F%3Furl%3Dhttp%253A%252F%252Fdingyue.ws.126.net%252F2021%252F0328%252F26c99c68p00qqorn0006qc000g000dkm.png%26thumbnail%3D650x2147483647%26quality%3D80%26type%3Djpg&refer=http%3A%2F%2Fnimg.ws.126.net&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1620829018&t=9ae0295956a27b269391da693ac796c8","IU3.jpg"); //自己上网找图片下载地址即可

        //不按顺序执行
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

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方法出现异常");
        }
    }

注意，如果出现错误极可能是CPU不够用，可以关闭其他程序重新运行试试

实现Runnable接口（重点）

• 定义MyRunnable类实现Runnable接口
• 实现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

推荐使用Runnable对象，因为Java单继承的局限性!!!

示例：

package com.thread.demo03;

import com.thread.demo01.TestThread;

public class TestThread2 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) {

        //main线程

        //创建一个Runnable接口的实现类对象
        TestThread2 testThread2 = new TestThread2();

        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理
        new Thread(testThread2).start();


        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程..." + i); //会交替执行
        }

    }
}

火车站抢票示例：

package com.thread.demo03;

/*
多个线程同时操作同一个对象
买火车票例子
多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱
 */
public class TestThread3 implements Runnable{

    private int tickets = 10;

    @Override
    public void run() {

        while (true){

            if (tickets < 1){
                break;
            }


            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 拿到了第" + tickets-- + "张票");

            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
        new Thread(testThread3,"小明").start();
        new Thread(testThread3,"小红").start();
        new Thread(testThread3,"小刚").start();

    }
}

案例

package com.thread.demo04;

public class Race implements Runnable{

    private static String winner;

    @Override
    public void run() {

        for (int i = 0; i <= 1001; i++) {

            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            if (flag){
                break;
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 跑了" + i + "米");

            //模拟兔子领先近半成赛程，开始睡觉
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%900==0){
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            //模拟乌龟的慢速
            if (Thread.currentThread().getName().equals("乌龟")){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }

    }

    private boolean gameOver(int steps){

        if (winner != null){
            return true;
        } else if (steps == 1001){
            winner = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println("赢的是" + winner);
            return true;
        } else{
            return false;
        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        Race race = new Race();
        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();

    }
}

实现Callable接口

• 实现Callable接口，需要返回值类型
• 重写call方法，需要抛出异常
• 创建目标对象
• 创建执行服务：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
• 提交执行：Future result1 = ser.submit(t1);
• 获取结果：boolean r1 = result1.get();
• 关闭服务：set.shutdownNow();

静态代理模式对比Thread

• 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
• 作用是代理对象可以做很多真实对象做不了的事情，真实对象可以专心做自己的事情

package com.thread.demo05;

public class StaticProxy {

    public static void main(String[] args) {

        You you = new You();

        //Thread也是代理
        new Thread( ()-> System.out.println("我爱你") ).start(); //使用了Lambda表达式

        /*
        婚庆公司 = Thread();
        You()  =要调用的线程的对象，调用的方法以及run()在这里就是Lambda表达式实现的方法
        Thread()是代理，和Runnable接口都有run()方法，最后调用的是Thread的start方法，但实际执行的还是Runnable中的run方法中的方法体
         */

        new WeddingCompany(you).happyMarry();

/*        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(you);
        weddingCompany.happyMarry();*/

    }
}

//结婚
interface Marry{

    void happyMarry();

}

class You implements Marry{

    @Override
    public void happyMarry() {
        System.out.println("结婚进行时");
    }
}

//代理
class WeddingCompany implements Marry{

    private Marry target;

    public WeddingCompany(Marry target){
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void happyMarry() {

        before();
        this.target.happyMarry();;
        after();
    }

    public void before(){
        System.out.println("结婚之前布置会场");
    }

    public void after(){
        System.out.println("结婚之后幸福生活");
    }

}

Lambda表达式

• 避免匿名内部类定义过多
• 其实质属于函数式编程的概念
• 表达式为：new Thread( ()-> System.out.println("我爱你") ).start();

理解Functional Interface（函数式接口）是学习Java8 Lambda表达式的关键所在

函数式接口的定义：

• 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
• 对于函数式接口，我们可以通过Lamcda表达式来创建该接口的对象

package com.thread.demo06;

public class TestLambda01 {

    //3. 静态内部类
    static class Like2 implements ILike{

        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("I like lambda1");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        Like iLike = new Like();
        iLike.lambda();

        Like2 like = new Like2();
        like.lambda();

        //4. 局部内部类
        class Like3 implements ILike{

            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("I like lambda2");
            }
        }

        Like3 like1 = new Like3();
        like1.lambda();

        //5. 匿名内部类，没有类的名称，必须借助接口或者父类
        ILike like4 = new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("I like lambda3");
            }
        };

        like4.lambda();


        //6. 用lambda简化
        ILike like5 = () -> System.out.println("I like lambda4");
        like5.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");
    }
}

带参数：

package com.thread.demo06;

public class TestLambda02 {

    //静态内部类
    static class Love1 implements ILove{

        @Override
        public void love(int a) {
            System.out.println("I love you --> " + a);
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        Love love = new Love();
        love.love(1);
        
        Love1 love1 = new Love1();
        love1.love(2);

        //Lambda表达式
        ILove love2 = (int a) -> System.out.println("I love you --> " + a);

        //简化参数类型
        love2 = (a) -> System.out.println("I love you --> " + a);

        //简化小括号，注意要是多个参数必须加上括号
        love2 = a -> System.out.println("I love you --> " + a);

        love2.love(3);

    }
}

interface ILove{

    void love(int a);
}

//实现类
class Love implements ILove{

    @Override
    public void love(int a) {
        System.out.println("I love you --> " + a);
    }
}

小结：

• Lambda表达式只能有一行代码的情况下，如果有多行，那么就用代码块包裹

• 前提是接口为函数式接口

• 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

3. 线程状态

五大状态：

停止线程

• 不推荐使用JDK提供的stop()、destroy()方法
• 推荐线程自己停止下来
• 建议使用一个标志位进行终止变量，当flag=false，则终止线程运行

package com.thread.demo07;

/*
测试stop
建议线程正常停止，利用次数，不建议死循环
建议使用标志位，设置一个标志位
不要使用stop或者destroy等过时或者JDK不建议使用的方法
 */
public class TestStop implements Runnable{

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

    @Override
    public void run() {

        int i = 0;
        while (flag){
            System.out.println("run...Thread" + i++);
        }

    }

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

    }

    public static void main(String[] args) {
        TestStop testStop = new TestStop();

        new Thread(testStop).start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main" + i);
            if (i == 900){
                //调用自己写的stop方法切换标志位，让线程停止
                testStop.stop();
                System.out.println("线程该停止了");
            }

        }
    }
}

线程休眠

• sleep（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

package com.thread.demo07;

import sun.nio.cs.StreamEncoder;

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

//模拟倒计时
public class TestSleep2 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //打印当前系统时间
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());

        while (true){

            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(new SimpleDateFormat("HH-mm-ss").format(startTime));
            startTime = new Date(System.currentTimeMillis()); //更新当前时间

        }


        //tenDown(); //倒计时
    }

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

}

线程礼让

• 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，还得看CPU心情！

package com.thread.demo07;


import com.sun.corba.se.impl.encoding.CDROutputObject;

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

    }
}

线程强制执行

• Join合并线程，待此线程执行完毕后，再执行其他线程，其他线程阻塞
• 可以想象成插队

观测线程状态

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。 这些状态是不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态。

一旦进入死亡状态，线程就不能被再次启动

package com.thread.demo08;

//观察测试线程的状态
public class TestState {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(() -> {

            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("......");

            }

        });

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

        //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
        }

    }
}

线程的优先级

线程调度器监控就绪状态的所有线程，按照优先级决定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getPriority()、setPriority(int xxx)获取优先级

设置优先级要在start前面

优先级低只是先获得调度的概率低，并不是优先级低就不会被先调用，具体要看CPU的安排，性能倒置一般不会发生

package com.thread.demo08;

//测试线程优先级
public class TestPriority extends Thread{

    public static void main(String[] args) {

        //主线程的优先级
        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);

        t1.start();

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

        t3.setPriority(3);
        t3.start();

        t4.setPriority(MAX_PRIORITY);
        t4.start();

        /*t5.setPriority(-1); //超过优先级范围报错
        t5.start();
        t6.setPriority(11);
        t6.start();*/

    }

}

class MyPriority implements Runnable{

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

守护线程

守护（daemon）线程

• 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，垃圾回收等待等

package com.thread.demo08;

//测试守护线程
//上帝守护你
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表示是用户线程，正常的线程都是用户线程

        thread.start();

        new Thread(you).start(); //用户线程启动
    }
}

//上帝
class God implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝保佑你");
        }
    }
}



//你
class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("幸福生活");
        }

        System.out.println("Goodbye！World！");
    }
}

4. 线程同步（重点）

线程同步机制

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

示例：上万人同时抢100张票

线程同步是一种等待机制，多个需要访问同一个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

形成条件：队列+锁

不安全线程案例：

• 火车站抢票

package com.thread.demo08;

//线程不安全，有负数
public class UnsafeBuyTickets {
    public static void main(String[] args) {

        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station,"小魏").start();
        new Thread(station,"小罗").start();
        new Thread(station,"小宇").start();

    }

}

class BuyTicket implements Runnable{

    int tickets = 10;
    boolean flag = true;

    @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 (tickets<=0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        Thread.sleep(100);
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到了第" + tickets-- + "张票"); //票会变成负数
    }

}

• 银行取钱

package com.thread.demo08;

//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,"you");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"girlFriend");

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

}

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

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{

    Account account;

    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int cash;

    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() + "取不了钱（钱不够了）");
            return;
        }

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

        //取钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //手里的钱
        cash = cash + drawingMoney;

        System.out.println(account.name + "余额为：" + account.money);

        //this.getName() = Thread.currentThread().getName()
        System.out.println(this.getName() + "手里的钱" + cash); //余额会变成负数
    }
}

• 列表添加元素

package com.thread.demo08;

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

//线程不安全
public class UnsafeList {

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

        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread( ()-> list.add(Thread.currentThread().getName()) ).start();
        }
        Thread.sleep(5000);
        System.out.println(list.size()); //没有10000个元素

    }

}

同步方法与同步块

方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多，浪费资源

安全抢票：

package com.thread.demo08;

//线程安全
public class UnsafeBuyTickets {
    public static void main(String[] args) {

        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station,"小魏").start();
        new Thread(station,"小罗").start();
        new Thread(station,"小宇").start();

    }

}

class BuyTicket implements Runnable{

    int tickets = 10;
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while(flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

    //synchronized 同步方法，锁的是this
    private synchronized void buy() throws InterruptedException {
        //判断是否有票
        if (tickets<=0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        Thread.sleep(100);
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到了第" + tickets-- + "张票"); //票会变成负数
    }

}

同步块：

安全取钱：

package com.thread.demo08;

public class UnsafeBank {

    public static void main(String[] args) {

        //账户
        Account account = new Account(1000,"结婚基金");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"you");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"girlFriend");

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

}

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

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{

    Account account;

    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int cash;

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

    @Override
    public void run() {

        //同步块，锁住共享资源
        synchronized (account){
            //判断有没有钱
            if (account.money - drawingMoney <= 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取不了钱（钱不够了）");
                return;
            }

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

            //取钱
            account.money = account.money - drawingMoney;
            //手里的钱
            cash = cash + drawingMoney;

            System.out.println(account.name + "余额为：" + account.money);

            //this.getName() = Thread.currentThread().getName()
            System.out.println(this.getName() + "手里的钱" + cash); 
        }
    }
}

同步方法锁的是对象，锁对象在多个线程之间必须是共享的才能锁住，每个线程的锁对象都不一样就要使用同步块

锁的对象必须是变化的量，必须增删改

安全添加元素：

package com.thread.demo08;

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

public class UnsafeList {

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

        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {

            new Thread( ()-> {
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            } ).start();
        }
        Thread.sleep(100);
        System.out.println(list.size());
    }
}

CopyOnWriteArrayList

JUC并发：

package com.thread.demo08;

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

//测试JUC安全类型的集合
public class TestJuc {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>(); //已经写好的安全类

        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread( () ->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }

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

        System.out.println(list.size());

    }
}

死锁

某一个同步块同时拥有”两个以上对象的锁“时，发生”死锁“的问题。相互等待对方释放资源

产生死锁的四个必要条件：

• 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用
• 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放
• 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
• 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

只要想办法解决一个条件即可避免死锁发生

示例：

package com.thread.demo08;

import org.omg.PortableServer.THREAD_POLICY_ID;

//多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class TestLock {

    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0,"小红");
        Makeup g2 = new Makeup(1,"小丽");

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

}

//口红
class Lipstick{

}

//镜子
class Mirror{

}

//化妆
class Makeup extends Thread {

    //需要的资源只有一份，使用static来保证
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice; //选择
    String girl; //需要化妆的女孩

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

    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice == 0){
            synchronized (lipstick){ //拿到口红
                System.out.println(this.girl + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
            }
            synchronized (mirror){ //这一串同步块不放在上面块中就可以避免死锁
                System.out.println(this.girl + "想获得镜子的锁");
            }
        } else {
            synchronized (mirror){ //拿到镜子
                System.out.println(this.girl + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
            }
            synchronized (lipstick){
                System.out.println(this.girl + "想获得口红的锁");
            }
        }
    }

}

Lock（锁）

Lock代码格式：

ReentrantLock可重入锁，安全抢票应用：

package com.thread.demo09;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestReLock {

    public static void main(String[] args) {

        TestReLock1 testReLock1 = new TestReLock1();

        new Thread(testReLock1,"小明").start();
        new Thread(testReLock1,"小红").start();
        new Thread(testReLock1,"小刚").start();

    }

}

class TestReLock1 implements Runnable {

    int tickets = 10;

    //定义Lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {

        while (true){

            try {
                lock.lock(); //加锁
                if (tickets <= 0){
                    break;
                }

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

                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到了第" + tickets-- +"张票");
            } finally {
                lock.unlock(); //解锁
            }

        }

    }

}

synchronized与Lock对比：

5. 线程通信问题

线程协作

生产者消费者模式：

• 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

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

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，否则会抛出异常

解决线程通信的方式：

• 管程法：生产者将生产好的数据放入缓冲区，消费者从缓冲区拿出数据
• 信号灯法

6. 高级主题

线程池

package com.thread.demo09;

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

//测试线程池
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);

        //2.执行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());

        //3.关闭连接
        service.shutdown();
    }

}

class MyThread implements Runnable{

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