一、线程基本概念

1、Process（进程）与Thread（线程）

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。

2、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，先后顺序是不能认为的干预的。
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

二、线程的创建

1、三种创建方式

2、继承Thraed类

2.1Thraed的基本使用

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

package com.jjl.Tread;//创建线程方法一：继承Thread类，重写run()方法，调用start开启进程//总结：注意线程开启不一定立即执行，由cpu调度执行
public class Demo01 extends Thread {/****/@Overridepublic void run() {//重写run方法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Demo01 demo01=new Demo01();//调用start()方法开启线程demo01.start();//这样上面的run方法和下面的for循环就会同时执行。for(int i=0;i<200;i++){System.out.println("我在学习多线程----"+i);}}
}

2.2、案例：下载图片

创建三个线程使用commons-io 工具包，同时下载网上三张图片

package com.jjl.Tread;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
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 Demo02 extends Thread{private String url;private String name;public Demo02(String url,String name){this.url=url;this.name=name;}/***下载图片的线程执行体*/@Overridepublic 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) {Demo02 t1=new Demo02("https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.8olSEek1RZjSQDgPizhxEAHaJ3?w=123&h=180&c=7&r=0&o=5&pid=1.7","图片1.jpg");Demo02 t2=new Demo02("https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.8olSEek1RZjSQDgPizhxEAHaJ3?w=123&h=180&c=7&r=0&o=5&pid=1.7","图片2.jpg");Demo02 t3=new Demo02("https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.8olSEek1RZjSQDgPizhxEAHaJ3?w=123&h=180&c=7&r=0&o=5&pid=1.7","图片3.jpg");t1.start();t2.start();t3.start();}
}class WebDownloader{//下载方法public void downloader(String url,String name) {try { //捕捉异常FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();System.out.println("IO异常，download方法出现问题");}}
}

三、Runable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

1、Runnbale接口的基本使用

package com.jjl.Tread;//创建线程方式二：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
public class TestThread implements Runnable{/****/@Overridepublic 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TestThread testThread=new TestThread();//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(testThread);
//        thread.start();new Thread(testThread).start();for (int i=0;i<1000;i++){System.out.println("我在学习多线程---"+i);}}
}

2、同样的案例

package com.jjl.Tread;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;public class Demo03 implements Runnable{private String url;private String name;public Demo03(String url, String name) {this.url = url;this.name = name;}@Overridepublic void run() {WebDownloader2 webDownloader2=new WebDownloader2();webDownloader2.downloader2(url,name);System.out.println("下载了文件名为"+name);}public static void main(String[] args) {Demo03 d1=new Demo03("https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.8olSEek1RZjSQDgPizhxEAHaJ3?w=123&h=180&c=7&r=0&o=5&pid=1.7","图片1.jpg");Demo03 d2=new Demo03("https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.8olSEek1RZjSQDgPizhxEAHaJ3?w=123&h=180&c=7&r=0&o=5&pid=1.7","图片2.jpg");Demo03 d3=new Demo03("https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.8olSEek1RZjSQDgPizhxEAHaJ3?w=123&h=180&c=7&r=0&o=5&pid=1.7","图片3.jpg");new Thread(d1).start();new Thread(d2).start();new Thread(d3).start();}
}class WebDownloader2{public void downloader2(String url,String name){try {FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();System.out.println("IO异常，download方法异常");}}
}

四、Thread类和Runnable接口小结

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(0
- 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:邀免单继承局限性,灵活方便,方便同一个对象被多个线程使用。

五、案例

1、模拟抢票

多个线程操作同一对象，初识并发导致数据紊乱，如（多人抢到了同一张票）

package com.jjl.Tread;//多线程同时操作同一个对象
//买火车票
//发现问题：多个线程同时操作同一个对象，会出现数据紊乱，出现并发问题。如（多人抢到了同一张票）
public class Demo04 implements Runnable {//票数private int ticketNums = 10;@Overridepublic void run() {while (true){if(ticketNums<=0){break;}//模拟延时try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"票");//Thread.currentThread().getName()获取线程本身的名字}}public static void main(String[] args) {Demo04 ticket = new Demo04();new Thread(ticket,"小明").start();new Thread(ticket,"小红").start();new Thread(ticket,"黄牛").start();}
}
输出：
黄牛拿到了第10票
小红拿到了第8票
小明拿到了第9票
黄牛拿到了第7票
小明拿到了第6票
小红拿到了第5票
黄牛拿到了第4票
小明拿到了第3票
小红拿到了第2票
小红拿到了第1票
黄牛拿到了第1票
小明拿到了第0票

2、龟兔赛跑-Race

package com.jjl.Tread;//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable {//胜利者private static String winner;@Overridepublic void run() {for (int i=0;i<=100;i++){//模拟兔子每10步休息2毫秒if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&&i%10==0){try {Thread.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}//判断比赛是否介绍boolean flag = gameOver(i);if(flag){break;}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->跑了"+i+"步");}}//判断是否完成了比赛private boolean gameOver(int steps){//判断是否有胜利者if(winner!=null){return true;}{if(steps>=100){winner = Thread.currentThread().getName();System.out.println("winner is "+winner);return false;}}return false;}public static void main(String[] args) {Race race = new Race();new Thread(race,"兔子").start();new Thread(race,"乌龟").start();}
}

六、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: ser.shutdownNow();

演示:利用callable改造下载图片案例

package com.jjl.Tread;import org.apache.commons.io.FileUtils;import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;//线程创建方式三，实现callable
/*
可以定义返回值
可以提交异常*/
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {private String url;private String name;public TestCallable(String url,String name){this.url=url;this.name=name;}/***下载图片的线程执行体*/@Overridepublic Boolean call() {WebDownloader3 webDownloader3=new WebDownloader3();webDownloader3.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://img2.baidu.com/it/u=4084621093,2971972319&fm=253&fmt=auto&app=120&f=JPEG?w=889&h=500","图片1.jpg");TestCallable t2=new TestCallable("https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.8olSEek1RZjSQDgPizhxEAHaJ3?w=123&h=180&c=7&r=0&o=5&pid=1.7","图片2.jpg");TestCallable t3=new TestCallable("https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.8olSEek1RZjSQDgPizhxEAHaJ3?w=123&h=180&c=7&r=0&o=5&pid=1.7","图片3.jpg");//创建执行服务:,创建3个线程ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);//提交执行:Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);//获取结果:boolean rs1 = r1.get();boolean rs2 = r2.get();boolean rs3 = r3.get();//关闭服务:ser.shutdownNow();}
}class WebDownloader3{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，download方法异常");}}
}

七、静态代理

package com.jjl.Tread;//静态代理模式总结
//真实对象，和代理对象都要实现同一接口，并重写里面的方法
//代理对象要代理真实角色
//好处：//代理对象可以做很多真实对象做不了的事情//真实对象专注做自己的事情public class StaticProxy {public static void main(String[] args) {WeddingCompany weddingCompany=new WeddingCompany(new You());weddingCompany.HappyMarry();}
}
interface Marry{void HappyMarry();
}//真实角色，
class You implements Marry{@Overridepublic void HappyMarry() {System.out.println("结婚了，开心");}
}
//代理角色
class WeddingCompany implements Marry{//代理谁，真实对象角色private Marry target;public WeddingCompany(Marry target) {this.target = target;}@Overridepublic void HappyMarry() {before();this.target.HappyMarry();//这就是真实对象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");}
}

八、Lamda表达式

λ 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
(params) -> expression [表达式]
(params) -> statement[语句]
(params) -> { statements }
a-> system.out.println(“i like lambda–>”+a);
new Thread (()->System.out.println(“多线程学习。。。。")).start();
为什么要使用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lambda表达式来创建该接口的对象。

普通类、静态内部类、局部内部类、匿名内部类、lambda表达式的对比

package com.jjl.Tread.Lambda;
/**/
public class TestLamdba {//3、静态内部类static class Like2 implements ILike{@Overridepublic void lambda() {System.out.println("I like2 lambda");}}public static void main(String[] args) {//普通类的调用ILike like = new Like();like.lambda();//调用静态内部类like =new Like2();like.lambda();//4.局部内部类class Like3 implements ILike{@Overridepublic void lambda() {System.out.println("I like3 lambda");}}like = new Like3();like.lambda();//5.匿名内部类，没有接口得名称，必须借助接口或者父类like = new ILike() {@Overridepublic void lambda() {System.out.println("I like4 lambda");}};like.lambda();//6.用lamdba简化like = ()->{System.out.println("I like5 lambda");};like.lambda();}
}//1、定义一个函数式接口
interface ILike{void lambda();
}
//2、实现类
class Like implements ILike{@Overridepublic void lambda() {System.out.println("I like lambda");}
}

lambda表达式的使用

package com.jjl.Tread.Lambda;public class TestLambda2 {public static void main(String[] args) {TLove love = (int a) ->{System.out.println("I Love you"+a);};love.love(520);//简化1.参数类型love=(a)->{System.out.println("I Love you"+a);};love.love(1314);//简化2.简化括号love = a -> {System.out.println("I Love you"+a);};love.love(329);//简化3.去花括号love = a -> System.out.println("I Love you"+a);love.love(918);//总结：/*lamnda表达式，只能有一行代码的情况下才能简化成一行，如果有多行，必须用代码块前提式接口为函数式接口多个蚕食也可网易去掉参数类型，要去掉就都去掉，必须加上括号*/}
}
interface TLove{void love(int a);
}

九、线程状态

1、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.jjl.Tread.Stop;
/*
测试stop
1、建议线程正常停止---》利用次数，不建议死循环
2、建议使用标准位---》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 {private boolean flag =true;@Overridepublic 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进程，转换标注位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");}}}
}

2、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;

模拟网络延时:放大问题的发生性

package com.jjl.Tread.Stop;//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;@Overridepublic void run() {while (true){if(ticketNums<=0){break;}//模拟延时try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"票");//Thread.currentThread().getName()获取线程本身的名字}}public static void main(String[] args) {TestSleep ticket = new TestSleep();new Thread(ticket,"小明").start();new Thread(ticket,"小红").start();new Thread(ticket,"黄牛").start();}
}

倒计时、持续获取当前系统时间

package com.jjl.Tread.Stop;import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;//模拟倒计时
public class TestSleep2 {public static void tenDown() throws InterruptedException {int num=10;while (true){Thread.sleep(1000);System.out.println(num--);if(num<=0){break;}}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//模拟倒计时tenDown();//打印当前系统时间Date startTime=new Date(System.currentTimeMillis());//获取当前系统时间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}}
}

3、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

package com.jjl.Tread.Stop;
//礼让线程，礼让不一定成功
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{@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始");Thread.yield();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束");}
}
输出：
b线程开始
a线程开始
b线程结束
a线程结束

4、Join

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

package com.jjl.Tread.Stop;
//测试Join方法
public class TestJoin implements Runnable{@Overridepublic void run() {for (int i=0;i<100;i++){System.out.println("Join线程来了");}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {TestJoin testJoin =new TestJoin();Thread thread=new Thread(testJoin);thread.start();//主线程for (int i=0;i<100;i++){if(i==20){thread.join();//插队}System.out.println("main"+i);}}
}

5、线程状态观测

Thread.State

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。

package com.jjl.Tread.Stop;//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) {throw new RuntimeException(e);}}System.out.println("///");});//观察状态：NEWThread.State state = thread.getState();System.out.println(state);//观察启动后：RUNNABLE，线程运行过程中当遇到Sleep状态就会变成：TIMED_WAITINGthread.start();//启动线程state = thread.getState();System.out.println(state);//runwhile (state != Thread.State.TERMINATED) {//只要线程不终止就一直输出状态try {Thread.sleep(1000);//1秒钟输出一个状态} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}state=thread.getState();//更新线程状态System.out.println(state);//输出状态}}
}

线程一旦进入死亡状态就不能再次启动了

6、线程的优先级

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)

优先级底只是意味着获得调度的概率底，并不是优先级底就不会被调用，值都是看CPU的调度
优先级的设定建议在start()调度前

package com.jjl.Tread.Stop;public class TestPriority {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(4);t3.start();t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//MAX_PRIORITY==10t4.start();t5.setPriority(7);t5.start();t6.setPriority(6);t6.start();}
}class Mypriority implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());}
}
输出：
main-->5
Thread-3-->10
Thread-4-->7
Thread-0-->5
Thread-5-->6
Thread-2-->4
Thread-1-->1

7、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,垃圾回收等待…

package com.jjl.Tread.Stop;
//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();//创建一个线程Thread thread=new Thread(god);//设置为守护线程thread.setDaemon(true);//默认十false表示是用户线程，正常的线程都是用户线程。。。//启动守护线程thread.start();//启动用户线程（被守护的线程）new Thread(you).start();}
}
//上帝
class God implements Runnable{@Overridepublic void run() {while (true){System.out.println("上帝守护着你");}}
}
//你
class You implements Runnable{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 36500; i++) {System.out.println("你一生开心的活着");}System.out.println("=====goodbye!word!========");}
}

十、线程同步

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,等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用

1、队列和锁

每个对象都有锁

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.

2、同步方法

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，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块.
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，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

package com.jjl.Tread.Syn;//不安全的买票：一共10张票
//在没有线程同步的情况下，线程不安全，有负数，还有重复数
public class UnsafeBuyTicket {public static void main(String[] args) {BuyTicket buyTicket=new BuyTicket();new Thread(buyTicket,"小明").start();new Thread(buyTicket,"张三").start();new Thread(buyTicket,"黄牛").start();}
}
class BuyTicket implements Runnable{int ticketNums=10;boolean flag=true;//外部停止方式@Overridepublic void run() {//买票while (flag){try {buy();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}//synchronized同步方法，锁的是thisprivate synchronized void buy() throws InterruptedException {//判断是否有票if(ticketNums<=0){flag=false;return;}//模拟延时Thread.sleep(1000);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNums--);}
}

3、同步块

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 [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,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

package com.jjl.Tread.Syn;public class UnsafaBank {public static void main(String[] args) {//账户Account account=new Account(1000,"结婚基金");Drawing you =new Drawing(account,50,"你");Drawing girlFriend =new Drawing(account,100,"girlFriend");you.start();girlFriend.start();}
}
//账户
class Account{int money;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;//账户//取了多少钱int drawingMoney;//余额int nowMoney;public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){super(name);this.account=account;this.drawingMoney=drawingMoney;this.nowMoney=nowMoney;}//取钱@Overridepublic void run() {//锁的对象，是需要变化的量（增、删、改）synchronized (account){System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);//判断有没有钱if(account.money-drawingMoney<=0){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"余额不足");return;}try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//卡里余额=余额-取的钱account.money=account.money-drawingMoney;nowMoney=nowMoney+drawingMoney;//this.getName()等于Thread.currentThread().getName()System.out.println(this.getName()+"取了的钱："+drawingMoney);System.out.println(this.getName()+"手里的钱："+nowMoney);System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);}}
}
输出：
结婚基金余额为：1000
你取了的钱：50
你手里的钱：50
结婚基金余额为：950
结婚基金余额为：950
girlFriend取了的钱：100
girlFriend手里的钱：100
结婚基金余额为：850

package com.jjl.Tread.Syn;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<String> 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) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(list.size());}
}

补充JUC安全类型集合

package com.jjl.Tread.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<String> 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) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(list.size());}
}

4、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,就可能会发生“死锁”的问题．

package com.jjl.Tread.Syn;//死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源，形成僵尸
//案例：多位女生用同一套化妆品
public class DeadLock {public static void main(String[] args) {Makeup g1=new Makeup(0,"小可爱");Makeup g2=new Makeup(1,"宝贝");g1.start();g2.start();}
}//口红
class Lipatick{}//镜子
class Mirror{}//化妆
class Makeup extends Thread{//需要的资源只有一份，用static来保证只有一份static Lipatick lipatick=new Lipatick();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;}@Overridepublic void run() {//化妆try {makeup();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}/*//化妆，互相持有对方的锁，拿到对方的资源,以下这种“synchronized”的嵌套使用，就会造成一个线程同时占用多个资源的情况，并且当获取下一个资源的时候，之前已经获取到了的资源并不会被释放，仍然占用着。private void makeup() throws InterruptedException {if(choice==0){synchronized (lipatick){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的锁System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");}}}else {synchronized (mirror){System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");Thread.sleep(2000);synchronized (lipatick){//一秒钟后想获得口红的锁System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");}}}}*///修改：不嵌套使用“synchronized”，这样就可以排队获取资源。private void makeup() throws InterruptedException {if(choice==0){synchronized (lipatick){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的锁System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");}}else {synchronized (mirror){System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");Thread.sleep(2000);}synchronized (lipatick){//一秒钟后想获得口红的锁System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");}}}
}

死锁的不免方法

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，我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生

5、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。

package com.jjl.Tread.GaoJi;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class TestLock {public static void main(String[] args) {TestLock2 testLock2=new TestLock2();new Thread(testLock2,"小红").start();new Thread(testLock2,"小明").start();new Thread(testLock2,"小张").start();}
}
class TestLock2 implements Runnable{int ticketNums=10;//定义Lock锁private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();@Overridepublic void run() {while (true){try {lock.lock();//加锁if (ticketNums>0){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获得了"+ticketNums--);}else {break;}}finally {//解锁lock.unlock();}}}
}

6、sychronized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，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)
优先使用顺序:
- 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)

十一、线程协作

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．

对于生产者,没有生产产品之前﹐要通知消费者等待．而生产了产品之后﹐又需要马上通知消费者消费
对于消费者﹐在消费之后,要通知生产者已经结束消费﹐需要生产新的产品以供消费.
在生产者消费者问题中,仅有synchronized是不够的
- synchronized可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步
- synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)

Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

方法名	作用
wait()	表示线程一直等待,直到其他线程通知，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块中使用,否则会抛出异常legalMonitorStateException

1、解决方法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﹐他们之间有个“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

package com.jjl.Tread.GaoJi;//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
/*
1、定义一个被生产的对象（鸡，Chicken）
2、定义一个缓冲区，存放产品（SynContainer）
3、定义一个生产者，生产产品（Productor）
4、定义消费者，消费产品（Consumer）
5、需要给每个产品指定一个id来指定产品
6、缓冲区需要创建一个容量，指定一次最多生产多少个产品
7、在缓冲区创建将生产的产品放入缓冲区的方法，判断如果容量已经满了，这就线程等待，
否则就生产产品将生产的产品id放入容器里面，并且启动消费者线程（notifyAll()）
8、在缓冲区创建消费产品的方法，判断是否容器里面是否有产品，如果没有则就线程等待，
如果有就将容器计数器里的数字减1，并将结果传递给容器。然后启动生产者线程（notifyAll()），并返回减去了哪一个产品
9、在生产者和消费者对象里面分别创建一个代表产品的参数，并将分别生产的产品id和消费的产品id，传给缓冲区。*/
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@Overridepublic 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;}@Overridepublic 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;public Chicken(int id) {this.id = id;}
}//缓冲区
class SynContainer{//需要一个容器大小Chicken[] chickens =new Chicken[5];int conut=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(conut==chickens.length){//通知消费者消费，生产等待try {this.wait();//线程等待} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}//如果没有满，我们就需要丢入产品chickens[conut]=chicken;conut++;//可以通知消费者消费了this.notifyAll();//唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程,优先级别高的线程优先调度}//消费者消费产品public synchronized Chicken pop(){//判断能否消费if(conut==0){//等待生产者生产，消费者等待try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}//如果可以消费者conut--;Chicken chicken=chickens[conut];//吃完了，通知生产者生产this.notifyAll();//唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程,优先级别高的线程优先调度return chicken;}
}

2、解决方法2

并发协作模型“生产者/消费者模式”–>信号灯（创建一个标志位）

package com.jjl.Tread.GaoJi;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;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {if(i%2==0){this.tv.play("熊出没播放中");}else {this.tv.play("抖音");}}}
}
//消费者-->观众
class Watcher extends Thread{TV tv;public Watcher(TV tv){this.tv=tv;}@Overridepublic 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 FString 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) {throw new RuntimeException(e);}}System.out.println("演员表演了："+voice);//通知观众观看this.notify();//唤醒当前对象上的等待线程this.voice=voice;this.flag=!this.flag;}//观看public synchronized void watch(){if(flag){//说明演员还没有表演try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}System.out.println("观看了："+voice);this.notify();//观看完之后就唤醒等待的演员线程this.flag=!this.flag;}
}

3、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:
- 提高响应速度（减少了创建新线程的时间)
- 降低资源消耗（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

线程池的使用

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 task):执行任务，有返回值，一般又来执行allable
- 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

package com.jjl.Tread.GaoJi;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class TestPool {public static void main(String[] args) {//1创建线程池//newFixedThreadPool  参数为线程池的大小ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(10);//执行service.execute(new MyThread());service.execute(new MyThread());service.execute(new MyThread());service.execute(new MyThread());//2关闭链接service.shutdown();}
}
class MyThread implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName());}
}

十二、Thread总结

package com.jjl.Tread.GaoJi;import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;public class ThreadNew {public static void main(String[] args) {new MyThread1().start();new Thread(new MyThread2()).start();FutureTask<Integer> futureTask=new FutureTask<Integer>(new MyThread3());new Thread((futureTask)).start();Integer integer= null;try {integer = futureTask.get();System.out.println(integer);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);} catch (ExecutionException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}
//1.继承Thread类
class MyThread1 extends Thread{@Overridepublic void run() {System.out.println("MyThread1");}
}//2.实现Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println("MyThread2");}
}//3.实现Callable接口
class MyThread3 implements Callable<Integer>{/*** @return* @throws Exception*/@Overridepublic Integer call() throws Exception {System.out.println("MyThread3");return 100;}
}

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