Java多线程（review）

• 线程状态
• 线程方法
• 线程停止
• 线程休眠——sleep
• • 网络延时
  • 模拟倒计时与打印当前系统时间
• 线程礼让——yield
• 线程强制执行——Join
• 线程状态
• 线程优先级
• 守护线程
• 不安全案例
• 死锁
• Lock锁

• 新建状态:
  使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。
• 就绪状态:
  当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。
• 运行状态:
  如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行 run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。
• 阻塞状态:
  如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种：
• 等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。
• 同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
• 其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。
• 死亡状态:
  一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

上述方法是被 Thread 对象调用的，下面表格的方法是 Thread 类的静态方法。

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
   设置一个公开的方法停止线程，转换标志位
3. 不要使用stop或者destory等过时或者JDK不建议使用的方法

package com.zeng.state;
//测试停止线程
//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destory等过时或者JDK不建议使用的方法
public class TestStop implements Runnable{
    //设置一个标志位
    private boolean flag=true;
    @Override
    public void run() {
        int i=0;
        while(flag){//当线程flag=false，则终止线程运行
            System.out.println("run....Thread"+i++);
        }
    }
    //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){
                testStop.stop();
                System.out.println("线程停止");
            }
        }
    }
}

• 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。
• 每个对象都有一个锁，sleep不会释放锁。

• 模拟网络延时:扩大线程的发生性

package com.zeng.state;

import com.zeng.demo01.TestThread03;
//模拟网络延时:扩大线程的发生性
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) {
        TestThread03 ticket = new TestThread03();
        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛党").start();
    }
}

package com.zeng.state;

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

//模拟倒计时
public class TestSleep02 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       //模拟倒计时(调用静态方法)
       // tenDown();

        //打印当前系统时间
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());
        while(true){
            try {
               // Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//获取当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num=10;
        while(true){
            Thread.sleep(1000);//sleep存在异常，抛出
            System.out.println(num--);
            if(num<=0){
                break;
            }
        }
    }
}

• 礼让线程，让正在执行的线程暂停，但不阻塞
• 将线程状态转为就绪状态
• 让CPU重新调度，礼让不一定成功！

package com.zeng.state;
//测试礼让线程
//礼让不一定成功，全看CPU心情
public class TextYield {
    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();//线程礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
    }
}

• 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

package com.zeng.state;
//测试join方法 想象为插队
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 {
        //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.join();//插队
            }
            System.out.println("main"+i);
        }
    }
}

线程状态。 线程可以处于以下状态之一：

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。

package com.zeng.state;

public class TestState {
    public static void main(String[] args) {
        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){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                state=thread.getState();
                System.out.println(state);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

      //  thread.start();线程进入死亡状态后，就不能再启动，直接报错
    }
}

• java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行。
• 线程的优先级用数字表示，范围从1~10；
  • Thread.MIN_PRIORITY=1;
  • Thread.MAX_PRIORITY=10;
  • Thread.NORM_PRIORITY=5;
• 使用以下方式改变或获取优先级
  • getPriority().setPriority(int XXX)
  • 优先级的设定建议在start()调度前（先设置优先级，再启动）
• 优先级低只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，这都是看CPU调度

package com.zeng.state;
//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，再启动
        t1.start();

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

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

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//MAX_PRIORITY=10
        t4.start();

        t5.setPriority(5);
        t5.start();
        
        t6.setPriority(7);
        t6.start();
    }
}
class MyPriority implements Runnable{

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

• 线程分为用户线程和守护线程
• 虚拟机必须保护用户线程执行完毕
• 虚拟机不必等待守护线程执行完毕
• 如，后台记录日志操作，监控内存，垃圾回收等待

package com.zeng.state;
//测试守护线程
//人生只有三万天  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false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();
    }
}
class God implements Runnable{

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

class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 30000; i++) {
            System.out.println("你一生都在开心的活着");
        }
        System.out.println("-=====goodbye world");
    }
}

package com.zeng.syn;
//不安全的买票
//线程不安全，有负数

public class TestUnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();
        new Thread(station,"我emo了").start();
        new Thread(station,"你笑了").start();
        new Thread(station,"可恶的黄牛").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();
            }
        }
    }
    //synchronized 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--);
    }
}

package com.zeng.syn;

import java.util.ArrayList;

//线程不安全的集合
public class TestUnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList 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());
    }
}

package com.zeng.syn;

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 < 1000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            });
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

• 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。

package com.zeng.thread;
//死锁：多个线程互相抱着对方的资源，然后形成僵持。
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup s1 = new Makeup(0, "灰姑娘");
        Makeup s2 = new Makeup(0, "白雪公主");
        s1.start();
        s2.start();
    }
}
//口红
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
    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){//一秒钟获得镜子
//                    System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
//                }
            }
            synchronized (mirror){//一秒钟获得镜子
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
            }
        }
        else{
            synchronized (mirror){//一秒钟获得镜子
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(1000);
//                synchronized (lipstick){//获得口红的锁
//                    System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
//                }
            }
            synchronized (lipstick){//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
            }
        }
    }
}

• 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花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）
• 优先使用顺序
  • Lock>同步代码块（已经进入方法体，分配了相应资源）>同步方法（在方法体之外）

package com.zeng.thread;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock2 testLock2 = new TestLock2();
        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).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();
                if(ticketNums>0){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                }
                else{
                    break;
                }
            } finally {
                //解锁
                lock.unlock();//如果同步代码有异常，要将unlock()写入finally语句块
            }
        }
    }
}