Java之多线程全解析

线程简介多任务

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

普通方法调用和多线程

Process 与 Thread

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
而进程则是执行程序的一次执行过程，它是一个动态的概念。是系统资源分配的单位
通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程，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，在同一个时间点，CPU只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错局。

本章核心概念

线程就是独立的执行路径；
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；
main（）称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序；
在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，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；
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；
线程会带来额外的开销，如CPU的调度时间，并发控制开销；
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；

线程创建

三种创建方式

继承 Thread 类

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

//创建线程方式一：继承Thread，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 < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代码---"+i);

        }
    }

    public static void main(String[] args) {
//        mian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 < 2000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程"+i);
        }

    }
}

网图下载

//练习Thread ， 实现多线程同步下载图片
public class TsetThread2 extends Thread {

    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    public TsetThread2(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

//下载图片的执行体
    @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) {
        TsetThread2 t1 = new TsetThread2("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=https://www.mshxw.com/skin/sinaskin/image/nopic.gif", "1.jpg");
        TsetThread2 t2 = new TsetThread2("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=https://www.mshxw.com/skin/sinaskin/image/nopic.gif", "2.jpg");
        TsetThread2 t3 = new TsetThread2("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=https://www.mshxw.com/skin/sinaskin/image/nopic.gif", "3.jpg");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}


//下载器
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方法出现问题");
       }
    }
}

实现 Runnable 接口

//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() {
        //run 方法线程体

        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();


        for (int i = 0; i < 2000; 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

初始并发问题

//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子

//发现问题：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 TestThread4 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) {
        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

//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");
        }
    }

//    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

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
执行创建服务：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
提交执行：Future r1 = ser.submit(t1);
获取结果：boolean rs1 = r1.get();
关闭服务：ser.shutdown();


public class TestCallable implements Callable  {
    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.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片的执行体
    @Override
    public Boolean call() {
       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://gimg2.baidu.com/image_search/src=https://www.mshxw.com/skin/sinaskin/image/nopic.gif", "1.jpg");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=https://www.mshxw.com/skin/sinaskin/image/nopic.gif", "2.jpg");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=https://www.mshxw.com/skin/sinaskin/image/nopic.gif", "3.jpg");

//           执行创建服务：
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);

//        提交执行：
        Future r1 = ser.submit(t1);
        Future r2 = ser.submit(t2);
        Future r3 = ser.submit(t3);
//       获取结果：
        boolean rs1 = r1.get();
        boolean rs2 = r2.get();
        boolean rs3 = r3.get();

        System.out.println(rs1);
        System.out.println(rs2);
        System.out.println(rs3);
//        关闭服务：
        ser.shutdown();

    }
}


//下载器
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方法出现问题");
        }
    }
}

静态代理模式


public class StacticProxy {
    public static void main(String[] args) {

        new Thread(()-> System.out.println("我爱你")).start();

//        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();

        You you = new You();
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(you);
        weddingCompany.HappyMarry();
    }

}

interface Marry{
    void HappyMarry();
}

class You implements Marry{ //真实角色 ，你去结婚
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("要结婚了超开心");
    }
}

class WeddingCompany implements Marry{ //代理角色 ，帮你结婚

    private Marry  target;

    public WeddingCompany(Marry target) {

//        代理谁--》真是目标角色
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {

        before();

        this.target.HappyMarry(); //这就是真实角色

        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");
    }
}

Lamda 表达式

希腊字母表中排序第十一位的字母，英语名称为：Lambda
避免匿名内部类定义过多
其实质属于函数式编程的概念
为什么要用 Lambda 表达式
- 避免匿名内部类定义过多
- 可以让你的代码看起来很简洁
- 去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑
理解 Functional Interface （函数式接口）是学习 Java 8 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Lambda表达式来创建该接口的对象

线程五大状态

线程停止

不推荐使用JDK提供的stop()、destroy()方法【已废弃】
推荐线程自己停下来
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

//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 {
//    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++);
        }
    }

//    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；1000毫秒=1秒
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；

//模拟网络延时：放大问题的发生性
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(100);
            }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();
    }
}

//模拟倒计时
public class TestSleep2 {
    public static void main(String[] args) {
//        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;
            }
        }
    }
}

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

线程强制执行

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

//测试join方法  想象成插队
public class TestJoin implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <1000 ; i++) {
            System.out.println("VIP来了"+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception{
//        启动线程
        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);
        }
    }
}

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。

//观察测试线程状态
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();
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);//run

        while (state!= Thread.State.TERMINATED){// 只要线程不终止，就会一致输出状态
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
             state = thread.getState();// 更新线程状态
            System.out.println(state);//输出状态
        }
        
    }
}

线程的优先级

java提供了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调度那个线程来执行
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)

//测试线程的优先级

public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
//        主线程默认的优先级
        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);

//        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(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());
    }
}

守护线程 daemon

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

//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();//上帝守护线程启动

        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("你一生都很开心的活着");

        }
        System.out.println("=====goodbye! world");
    }
}

线程同步机制

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改这个对象，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，等待前面的线程使用完毕，下一个线程再使用
由于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

三大不安全案例

//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,"单身基金");

        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;

    }
    //取钱

    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if (account.money-drawingMoney<0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"账户余额不足");
            return;
        }
//       sleep 可以放大问题的发生性
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //卡内余额 = 余额 - 您取的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
//        您手里的钱
        nowMoney = nowMoney+drawingMoney;

        System.out.println(account.name+"余额："+account.money);
        //Thread.currentThread().getName() = this.getName
        System.out.println(this.getName()+"账户余额："+nowMoney);
    }
}

//不安全的买票

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

        new Thread(station,"我").start();
        new Thread(station,"你").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--);
    }
}

// 线程不安全的集合

import java.util.ArrayList;

public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList 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());
    }

}

同步方法以及同步块

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，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，它包括两种方法：synchronized 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，方法一但执行，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：若将一个大的方法申明为 synchronized 将会影响效率
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，发现同步监视器被锁定，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

CopyonWriteArrayList

//测试JUC安全类型的集合

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

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

多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，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，就会发生“ 死锁” 的问题
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时，对已获得的资源保持不妨
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：若干进程之间形成了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，我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生

//死锁：多个线程互相抱着对象需要的资源，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 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
        makeup();
    }
    //化妆,互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    private void makeup(){
        if (choice==0){
            synchronized (lipstick){//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            synchronized (mirror){//一秒之后获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
            }
        }else {
            synchronized (mirror) {//获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            synchronized (lipstick) {//一秒之后获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
            }

        }
    }
}

Lock锁

从JDK5.0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气那应先获得Lock对象
ReentrantLock **（可重入锁）**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

//测试Lock 锁

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();//加锁
                if (ticketNums>0){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                }else {
                    break;
                }
                } finally {
                //解锁
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

synchronized 与 Lock 的对比
- Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁）synchronized 是隐式锁，除了作用域自动释放
- 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）
- 使用优先顺序
  - Lock > 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源） > 同步方法（在方法体之外）

生产者消费者问题

应用场景：
- 假设仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品访入仓库，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，知道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
java提供了几个方法解决线程之间的通信问题
- 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
- notifAll（）唤醒同一个对象上所有调用wait（）方法的线程，优先级别高的线程优先调度
注意：均是Object 类的方法，都只能在同步方法或者同步代码快中使用，否则会抛出异常lllegalMonitorStateExcption

管程法

//测试生产者消费者模型---> 利用缓冲区解决： 管程法

//生产者 、 消费者、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++) {
            container.push(new Chicken(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;
    }

    //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，就需要等待消费者消费
        if (count==chickens.length){
            //通知消费者。生产等待
            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++;
        this.notifyAll();

        //可以通知消费者消费了

    }


    //消费者消费产品
    public  synchronized Chicken 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--;
    Chicken chicken = chickens[count];
    this.notifyAll();

    //吃完了 ，通知生产者生产
      return chicken;
    }

}

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("迪迦奥特曼");
            }else {
                this.tv.play("泰罗奥特曼");
            }
        }
    }
}
//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);
        //通知观众观看
        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：
- 提高了相应速度（减少了创建新线程的时间）
- 降低了资源消耗（重复利用线程池中的线程，不需要每次都创建）
- 便于管理线程（…）
  - corePoolSize:核心池的大小
  - maximumPoolSize：最大线程数
  - keepAilveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
JDK 5.0 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
- Futuresubmit(Callabletask):执行任务，有返回值，一般用来执行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

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

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

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

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

Java之多线程全解析

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