Java多线程

多线程 线程创建 三种创建方式

• Thread class -->继承Thread类(重点)

• Runnable接口 --> 实现Runnable接口(重点)

• Callable接口 --> 实现Callable接口(了解)

Thread

• 自定义类继承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

• 注意！线程不一定立即执行，CPU安排调度

​

//创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start开启线程
public class TestThread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码---" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程，主线程

        //创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
        //调用start()方法开启线程
        testThread1.start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程--" + i);
        }
    }
}

实现Runnable接口

• 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

​
//创建线程方式2：实现runnable接口，重写run方法，执行线程需要丢入runnable接口实现类，调用start方法。

public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代码---" + i);
        }
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        //创建runnable接口的实现类对象
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理
        Thread thread = new Thread(testThread3);
        thread.start();
//        new Thread(testThread3).start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程-->" + i);
        }
    }
}

​

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，方便同一个对象被多个线程使用

初识并发问题

//买火车票
​
//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子
public class TestThread4 implements Runnable{
​
    //票数
    private int tickerNums = 10;
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            if (tickerNums <= 0){
                break;
            }
            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到了第" + tickerNums-- + "票");
        }
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket = new TestThread4();
​
        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛党").start();
    }
}

案例：龟兔赛跑 -Race

1. 首先来个赛道距离，然后要离重点越来越近

2. 判断比赛是否结束

3. 打印出胜利者

4. 龟兔赛跑开始

5. 故事中是乌龟赢的，兔子需要睡觉，所以我们来模拟兔子睡觉

6. 终于，乌龟赢得比赛

//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable {
​
    //胜利者
    private static String winner;
​
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
​
            //模拟兔子休息
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10 == 0){
                try {
​
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            //如果比赛结束了就停止程序
            if (flag){
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->跑了" + i + "步");
        }
    }
​
    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps) {
        //判断是否有胜利者
        if (winner != null) {
            //已经存在胜利者了
            return true;
        }{
            if (steps >= 100){
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is" + winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
​
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();
        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}
​

实现Callable接口(了解即可)

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 ser = Executors.newFixedThreadPool(1);

5. 提交执行：Future result1 = ser.submit(t1);

6. 获取结果: boolean r1 = result1.get();

7. 关闭服务：ser.shutdownNow();

callable的好处

1. 可以定义放回值

2. 可以抛出异常

Lamda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率

  • ( params) -> expression[表达式]

  • ( params) -> statement[语句]

  • (params) ->{statements}

  a ->System.out.println("i like lamda -->" + a);

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

• 为什么要使用Lamda表达式

  • 避免内部类定义过多

  • 可以让你的代码看起来很简洁

  • 去掉了一丢没有意义的代码，只留下核心的逻辑。

• 理解Functional Interface (函数式接口) 是学习Java8 lamda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。

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

  • 对于函数式接口，我们可以通过lamda表达式来创建该接口的对象

​
//推导lamda表达式
public class TestLambda1 {
​
    //3.静态内部类
    static class Like2 implements ILike{
        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("i like lambda2");
        }
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        ILike like = new Like();
        like.lambda();
​
        like = new Like2();
        like.lambda();
​
        //4.局部内部类
        class Like3 implements ILike{
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda3");
            }
        }
        like = new Like3();
        like.lambda();
        
        //5.匿名内部类，没有类的名称，必须借助接口或者父类
        like =new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda4");
            }
        };
                like.lambda();
​
        //6.用lambda简化
        like = ()->{
        System.out.println("i like lambda5");
    };
        like.lambda();
    }
​
}
​
//1.定义一个函数式接口
interface ILike{
    void lambda();
}
​
//2.实现类
class Like implements ILike{
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("i like lambda");
    }
}

以上为没有参数的情况下，下面为有参数的情况

​
public class TestLambda2 {
​
    public static void main(String[] args) {
        Ilove love = null;
      
​
        //简化3.去掉花括号
        love = a -> System.out.println("i love you-->" + a);
        //总结：
            //lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化称为一行，如果有多行就用代码块包裹。
            //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
​
        love.love(2);
    }
​
​
}
​
interface Ilove{
    void love(int a);
}
​

静态代理模式

• 静态代理模式总结：

1. 真实对象和代理对象都要实现一个接口

2. 代理对象要代理真实角色

• 好处：

1. 代理对象可以做很多真实对象做不了的事情

2. 真实对象专注做自己的事情

//例子：婚庆公司代理结婚
public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
​
        
        You you = new You();//你要结婚
​
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(you);
        weddingCompany.HappyMarry();
    }
}
​
interface Marry{
    void HappyMarry();
}
​
//真实角色，你去结婚
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("要结婚了，超开心");
    }
}
​
//代理角色，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("结婚之前，布置现场");
    }
    private void before(){
        System.out.println("结婚之后，收尾款");
    }
}

线程状态

1. 创建状态

2. 就绪状态

3. 阻塞状态

4. 运行状态

5. 死亡状态

线程停止

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

//测试stop
//1.建议线程正常停止-->利用次数，不建议死循环。
//2.建议使用标志位-->设置一个标志位
//3.不要使用stop或者destroy等过时或者JDK不建议使用的方法
public class TestStop implements Runnable{

    //1.设置一个标识位
    private boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (flag){
            System.out.println("run...Thread" + i++);
        }
    }
    //2.设置一个公开的方法停止线程,转换标志位

    public void stop(){
        this.flag = false;
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestStop testStop = new TestStop();
        new Thread(testStop).start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("mian" + i);
            if (i == 900){
                //调用stop方法切换标志位，让线程停止
                testStop.stop();
            }

        }

    }
}

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。

• 每一个对象都有一个锁，sleep不会解放锁；

• 模拟倒计时

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

public class TestSleep2 {

    public static void main(String[] args) {
        //模拟倒计时
        //        try {
//            tenDown();
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }
        
        
        //打印当前系统时间
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前时间

        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//更新当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }


    //模拟倒计时
    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;

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

• 模拟抢票系统

//模拟网络延时，方法问题的发生性。
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(200);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->拿到了第" + ticketNums-- + "票" );
        }
    }

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

        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛党").start();

    }
}

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！看CPU心情

//测试礼让线程
//礼让不一定成功，看CPU心情
public class TestYield {
    public static void main(String[] args) {
        MyYield myYield = new MyYield();

        new Thread(myYield,"a").start();
        new Thread(myYield,"b").start();
    }

}

class MyYield implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始执行");
        Thread.yield();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程停止执行");
    }
}

jion

• 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

• 尽量少使用，容易造成线程阻塞

public class TestJoin implements Runnable{
    
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("线程vip来了" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //启动我们的线程
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);
        thread.start();

        //主线程
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if (i == 200){
                thread.sleep(500);
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("main"+ i);
        }
    }
}

线程状态观察

• 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的线程处于此状态

• TIMED_WAITING

  • 正在等待另一个西拿出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。这些状态是不放映任何操作系统线程状态的虚拟机状态。

注意：死亡之后的线程无法再次启动

//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);//new

        //观察启动后
        thread.start();//启动线程
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);//RUN

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

线程优先级

• Java提供一个线程调度器来监控恒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据欸的那个应该调度那个线程来执行。

• 线程的优先级用数字表示，范围1~10

  • Thread.MIN_PRIORITY = 1;

  • Thread.MAX_PRIORITY = 10;

  • Thread.NORM_PRIORITY = 5;

• 使用一下方法改变获取优先级

  • getPriority().setPriority(int xxx)

优先级的设定建议在start()调度前

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了，这都是砍CPU的调度

import java.sql.SQLOutput;

//测试线程的优先级
public class TestPriority {

    public static void main(String[] args) {
        //主线程默认优先级
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -->" + Thread.currentThread().getPriority());

        MyPriority myPriority = new MyPriority();
        Thread t1 = new Thread(myPriority);
        Thread t2 = new Thread(myPriority);
        Thread t3 = new Thread(myPriority);
        Thread t4 = new Thread(myPriority);
        Thread t5 = new Thread(myPriority);
        Thread t6 = new Thread(myPriority);


        //先设置优先级，在启动
        t1.start();

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

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

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

//        t5.setPriority(-1);
//        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(deamon)线程

• 线程分为用户线程和守护线程

• 虚拟机必须确保用户线程执行完毕

• 虚拟机不用等待守护线程执行完毕

• 如，后台记录操作日志，监控内存，垃圾回收等待

//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);//默认时false表示时用户线程，正常的ianc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。。。

    }
}


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


//你
class You implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("你一生都开心的或者");
        }
        System.out.println("=========goodbye! world!========");
    }
}

线程同步

• 由同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突问题，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他所有需要此锁的线程挂起；

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

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

线程同步机制

• 多个线程操作同一个资源

• 处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修个这个对象，这时候我们就需要线程同步，线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用

并发

并发：同一个对象 被多个线程同时操作

队列和锁

锁：保证线程的安全，在线程同步中使用，每个对象都有一把锁。

三大不安全用例

1.

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

//线程不安全的集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() ->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

2.

//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 ,"基金");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing friend = new Drawing(account,100,"朋友");
        you.start();
        friend.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;

    }

    //取钱

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

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //卡内余额 = 余额 - 你取的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney += 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);
    }
}
3.

//不安全的买票
//线程不安全，有负数
public class UnsafeBuyTicket {

    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station,"小明").start();
        new Thread(station,"小红").start();
        new Thread(station,"黄牛").start();
    }

}

class BuyTicket implements Runnable{

    //票
    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;//外部停止方式
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    private void buy() throws InterruptedException {
        //判断是否有票
        if (ticketNums <= 0 ){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        Thread.sleep(100);
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticketNums-- );
    }
}

同步方法

• 由于我们可以通过privite 关键字来保证数据对象只能被方法访问，也带来了访问冲突问题，为了保证数据再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他锁，独占资源，其他线程必须等待，使用或释放锁即可。存在一下问题：

  • 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起；

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

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

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

  • 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，知道该方法放回才释放锁，后面被阻塞的线程才能获得这个锁，继续执行

  • 缺陷：若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率

    • 方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多，浪费资源

  //不安全的买票
  //线程不安全，有负数
  public class UnsafeBuyTicket {
  
      public static void main(String[] args) {
          BuyTicket station = new BuyTicket();
  
          new Thread(station,"小明").start();
          new Thread(station,"小红").start();
          new Thread(station,"黄牛").start();
      }
  
  }
  
  class BuyTicket implements Runnable{
  
      //票
      private int ticketNums = 10;
      boolean flag = true;//外部停止方式
      @Override
      public void run() {
          //买票
          while (flag){
              try {
                  Thread.sleep(1000);
                  buy();
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }
      //stnchroniezd 同步方法，锁的是this
      private synchronized void buy() throws InterruptedException {
          //判断是否有票
          if (ticketNums <= 0 ){
              flag = false;
              return;
          }
          //模拟延时
          Thread.sleep(100);
          //买票
          System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticketNums-- );
      }
  }

同步块

• 同步块 synchronized(obj){}

• obj称之为同步监视器

  • obj可以是任何而对象，但是推荐使用共享资源作为同步监视器

  • 同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是this，就是这个对象本身，或者是class[反射中讲解]

• 同步监视器的执行过程

  1. 第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码

  2. 第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问

  3. 第一个线程访问完毕，结束同步监视器

  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

//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 ,"基金");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing friend = new Drawing(account,100,"朋友");
        you.start();
        friend.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;

    }

    //取钱
    //synchronized 默认锁的是this。
    @Override
    public void run() {

        synchronized (account){
            //判断有没有钱
            if (account.money - drawingMoney < 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "钱不够，去不了");
                return;
            }

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //卡内余额 = 余额 - 你取的钱
            account.money = account.money - drawingMoney;
            //你手里的钱
            nowMoney += 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);
        }


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

//线程不安全的集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() ->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }

            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

CopyonWriteArrayList

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 list = new CopyOnWriteArrayList();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
               list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

死锁

• 多个线程各自占用一些共享资源，并且互相等待其他线程占用的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。某一个同步块同时拥有"两个以上对象的锁"时，就可能发生"死锁"的问题。

//死锁:多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0,"灰姑凉");
        Makeup g2 = new Makeup(1,"白雪公主");

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

//口红
class  Lipstick{

}

//镜子
class Mirror1{

}


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 Mirror1 mirror = new Mirror1();

    int choice;//选择
    String girlName;//使用化妆品的人

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

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

        }
    }


}

死锁的避免方法

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放。

3. 不剥夺条件：进程已获得的资源，在末使用完之前，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。

上面列出了死锁的四个必要条件，我们只要想办法破解其中任意一个或多个条件就可以避免死锁发送

import com.sun.jdi.Mirror;

//死锁:多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0,"灰姑凉");
        Makeup g2 = new Makeup(1,"白雪公主");

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

//口红
class  Lipstick{

}

//镜子
class Mirror1{

}


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 Mirror1 mirror = new Mirror1();

    int choice;//选择
    String girlName;//使用化妆品的人

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

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

        }
    }


}

lock(锁)

• 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

• 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

synchroized 与 Lock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）

• Lock＞同步代码

  • Lock＞同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源)＞同生方法（在方 法体之外）

生产者消费者问题

• java提供了几个方法解决线程之间的的通信问题

方法名	作用
wait()	表示线程一直等待，知道其他线程通知，与sleep不同，会释放锁
wait(long timeout)	指定等待的毫秒数
notify()	唤醒一个处于等待状态的线程
notifyAll()	唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程，优先级别高的线程有限调度

注意：均时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IIIegalMonitorStateException

解决方式1

并发协作模型“生产者/ 消费者模式”—>管程法

• 生产者：负责生产数据的模块 (可能是方法，对象，线程，进程）；

• 消费者：负责处理数据的模块（可能是方法 ，对象，线程，进程）；

• 缓冲区：消费者不能直接使用生产者的数据，他们之问有个“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

//测试：生产者消费者模型-->利用缓冲去解决：管程法
//生产者，消费税，产品，缓冲区
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container = new SynContainer();

        new Productor(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}

//生产者
class  Productor extends  Thread{
    SynContainer container;
    public Productor(SynContainer container){
        this.container = container;

    }
    //生产


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

//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer container;
    public Consumer(SynContainer container){
        this.container = container;

    }
    //消费

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了--->" + container.pop().id + "只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int id;//产品编号

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

//缓冲区
class SynContainer{

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

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        //如果容器满了，就要等待消费者消费
        if (count == chickens.length){
            //通知消费者消费，生产者等待
            try {
                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++;

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

    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop() {
        //旁段能否消费
        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;
    }
}

解决方式2

• 并发协助模型"生产者/消费者模式"--->信号灯法

//测试生产者消费者问题2：信号灯法，标志位解决
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);
        //通过之观众观看
        this.notifyAll();//通知唤醒
        this.voice = voice;

        this.flag =! this.flag;
    }

    //观看
    public synchronized void watch(){
        if (flag) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观看了：" + voice);
        //通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag =! this.flag;
    }
}

线程池

• 背景：经常创建和销段、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：

  • 提高响应速度（減少了创建新线程的时间）

  • 降低资源消粍（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

使用线程池

• 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 command)：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执 行Runnable

  • Future submit( Callable< T> task)：执行任务，有返回值，一般又来执行Callable

  • void shutdown0：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

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

public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1。创建服务，创建线程池
        //newFixedThreadPool 参数为:线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        //2.关闭链接
        service.shutdown();
    }
}


class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() );

    }
}

小结

//回顾总结线程的创建
public class ThreadNew {

    public static void main(String[] args) {
        new MyThread1().start();

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

        FutureTask futureTask = new FutureTask(new MyThread3());
        new Thread(futureTask).start();
        try {
            Integer integer = futureTask.get();
            System.out.println(integer);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//1.继承Thread类
class MyThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyThread1");
    }
}
//2.实现Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyThread2");
    }
}

//3.实现Callable接口
class MyThread3 implements Callable{

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("MyThread3");
        return 100;
    }
}

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