Java中的三大变量:
实例变量:在堆中
静态变量:在方法区中
局部变量:在栈中
以上三大变量中:
局部变量永远都不会存在线程安全问题
因为局部变量不共享(一个线程一个栈)
局部变量在栈中,所以局部变量永远都不会共享
实例变量在堆中,堆只有一个
静态变量在方法区中,方法区只有一个
堆和方法区都是多线程共享的,所以可能存在线程安全问题
synchronized三种写法:
第一种:同步代码块
synchronized(线程共享对象){ 同步代码块 }
第二种:在实例方法上使用synchronized
表示共享对象一定是this
并且同步代码块是整个方法体
第三种:在静态方法上使用synchronized
表示找类所
类所永远只有一把
就算创建了一百个对象,类锁也只有一把
以后在开发中应该怎么解决线程安全问题
使用synchronized会让程序执行效率降低,用户体验不好
系统的用户吞吐量降低,用户体验差,不得已的情况下再使用
线程同步机制
第一种方案:尽量使用局部变量代替“实例变量和静态变量”
第二种方案:如果必须是实例变量,那么可以考虑创建多个对象,这样
实例变量的内存就不共享了,(一个线程对应一个对象,一把个线程对应一百个对象,
对象不共享,就没有数据安全问题了)
第三种方案:如果不能使用局部变量,对象也不能创建多个,这个时候就只能
选择synchronized了,线程同步机制
守护线程
java语言中线程分为两大类:
一类是:用户线程
一类是:守护线程(后台线程)
其中具有代表性的就是:垃圾回收线程(守护线程)
守护线程的特点:
一般守护线程是一个死循环,所有的用户线程只要结束。
守护线程自动结束
注意:主线程main是一个用户线程
守护线程用在什么地方呢?
每天00:00的时候系统数据自动备份
这个需要使用到定时器,并且我们可以将定时器设置为守护线程
一直在那里看着,每到00:00的时候就备份一次,所以的用户线程
如果结束了,守护线程自动退出,没有必要进行数据备份了
public static void main(String[] args) { Thread t= new BakDataThread(); t.setName("备份线程-->"); // 启动线程之前,将线程设置为守护线程 t.setDaemon(true); t.start(); for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println("main--->" + i); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } class BakDataThread extends Thread{ public void run(){ int i = 0; // 即使是死循环,但由于该线程是守护者,当用户线程结束,守护线程自动终止 while(true){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ++i); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
定时器
定时器的作用:
间隔特定的时间,去执行特定的程序
在实际开发中,每隔多久执行一段特定的程序,这种需求是很常见的,
那么在java中有很多方法可以实现:
可以使用sleep方法,睡眠,设置睡眠时间,每到这个时间点醒来,执行
任务,这种方式是最原始的定时器
在java的类库中已经写好了一个定时器:java.util.Timer,可以直接拿来用
不过这种方式在目前的开发中也很少用,因为现在有很多高级框架都是支持定时
任务的
在实际的开发中,目前使用较多的是Spring框架中提供的SpringTask框架,
这个框架只要进行简单的配置,就可以完成定时器的任务
public static void main(String[] args) { // 创建定时器对象 Timer timer = new Timer(); // Timer timer1 = new Timer(true);// 守护线程的方式 // 指定定时任务 // timer.schedule(); SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); try { Date firstDate = sdf.parse("2021-8-26 14:40:00"); // 匿名内部类 timer.schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); String strDate = sdf.format(new Date()); System.out.println(strDate + "完成了一次数据备份"); } }, firstDate, 1000 * 10); } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); } } } // 编写一个定时任务类 // 假设这是一个记录日志的定时任务 /* class LogTimerTask extends TimerTask { @Override public void run() { // 编写你需要执行的任务 SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); String strTime = sdf.format(new Date()); System.out.println(strTime + ":完成了一次数据备份"); } } */
实现线程的第三种方式:实现Callable接口(JDK8新特性)
这种方式实现的线程可以获取线程的返回值
前两种无法获取返回值,run返回void
public static void main(String[] args) { // 第一步:创建一个“未来任务”类对象 FutureTask task = new FutureTask(new Callable() { @Override public Object call() throws Exception { // call()方法就相当于run方法,只不过这个有返回值 // 线程执行一个任务,执行之后可能会有一个执行结果 // 模拟执行 System.out.println("call method begin"); Thread.sleep(1000 * 10); System.out.println("call method end"); int a = 100; int b = 200; return a + b; // 自动 装箱(变成Integer) } }); // 创建线程对象 Thread t = new Thread(task); //启动线程 t.start(); // 这里是main()方法,这是在主线程中 // 在主线程中,怎么获取t线程的返回结果呢? try { // get()方法的执行会导致当前线程阻塞 Object obj = task.get(); System.out.println("线程执行结果--->" + obj); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } // main方法这里的程序想要执行必须等待get()方法结束 // 而get()方法可能需要执行很久。因为get()方法是为了拿到另一个线程的结果 // 另一个线程执行是需要时间的 System.out.println("hello jack"); } }
死锁:
public static void main(String[] args) { Object o1 = new Object(); Object o2 = new Object(); Thread t1 = new MyThread1(o1,o2); Thread t2 = new MyThread2(o1,o2); t1.setName("t1"); t2.setName("t2"); t1.start(); t2.start(); } } class MyThread1 extends Thread{ Object o1; Object o2; public MyThread1(Object o1, Object o2) { this.o1 = o1; this.o2 = o2; } public void run(){ synchronized(o1){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized(o2){ } } } } class MyThread2 extends Thread{ Object o1; Object o2; public void run(){ synchronized(o2){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized(o1){ } } } public MyThread2(Object o1, Object o2){ this.o1 = o1; this.o2 = o2; } }
关于Object类中的wait和notify方法(生产者和消费者模式)
第一:wait和notify方法不是线程对象的方法,是java中任何一个Java对象
都有的方法,因为这两个方式是Object类中自带的
wait and notify 方法不是通过线程对象调用的
第二:wait()方法作用?
Object o = new Object();
o.wait();
表示:
让正在o对象上活动的线程进入等待状态,无期限等待,
直到被唤醒为止
o.wait();方法的调用,会让“当前线程(正在o对象上活动的线程)”进入等待状态
第三:notify()方法作用
Object o = new Object();
o.notify();
表示:
唤醒正在o对象上等待的线程
还有一个notifyAll()方法:
这个方法是唤醒o对象上处于等待的所有线程
package com.cedric.java.thread; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /* 1.使用wait()和notify方法实现“生产者和消费者模式” 2.什么是“生产者和消费者模式”? 生产线程负责生产,消费线程负责消费 生产线程和消费线程要达到均衡 这是一种特殊的业务需求,在这种特殊的情况下需要使用wait方法和notify方法、 3.wait方法和notify方法建立在线程同步的基础之上,因为多线程要同时操作一个仓库,有线程安全问题 4.wait方法作用:o.wait()让正在o对象上获取的线程t进入等待状态,并且释放掉t线程之前占有的o对象的锁 5.notify方法作用:o.notify()让正在o对象上等待的线程唤醒,只是通知,不会释放o对象上之前占用的锁 6.模拟这样一个需求: 仓库采用List集合 List集合中假设 只能存储一个元素 1个元素就表示仓库满了 如果List集合中元素个数是0,就表示仓库空了 保证List集合中永远都是最多存储一个元素 必须做到这种效果:生产一个消费一个 */ public class ThreadTest15 { public static void main(String[] args) { // 创建一个仓库对象,共享的 List list = new ArrayList(); // 创建两个线程对象 // 生产者线程 Thread t1 = new Thread(new Producer(list)); // 消费者线程 Thread t2 = new Thread(new Consumer(list)); t1.setName("生产者线程:"); t2.setName("消费者线程:"); t1.start(); t2.start(); } } // 生产线程 class Producer implements Runnable{ // 仓库 private List list; public Producer(List list) { this.list = list; } @Override public void run() { // 一直生产(使用死循环来模拟一直生产) while(true){ // 给仓库对象list加锁 synchronized(list){ if(list.size() > 0){ // 大于0,说明仓库中已经有一个元素了 try { // 当前线程进入等待状态,并且释放Producer之前占有的list集合的锁 list.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 程序能够到这里说明仓库是空的,可以生产 Object obj = new Object(); list.add(obj); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + obj); // 唤醒消费者消费 list.notify(); } } } } // 消费线程 class Consumer implements Runnable{ // 仓库 private List list; public Consumer(List list) { this.list = list; } @Override public void run() { // 一直消费 while(true){ synchronized (list){ if(list.size() == 0){ try { // 仓库已经空了 // 消费线程等待,释放掉list集合的锁 list.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 程序能够执行到此处说明仓库中有数据,进行消费 Object obj = list.remove(0); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + obj); // 唤醒生产者生产 list.notify(); } } } }