多线程 JUC
2019獨(dú)角獸企業(yè)重金招聘Python工程師標(biāo)準(zhǔn)>>>
多線程 JUC
object.wait()：
在其他線程調(diào)用此對象的notify()或者notifyAll()方法，或超過指定時(shí)間量前，當(dāng)前線程T等待(線程T必須擁有該對象的鎖)。線程T被放置在該對象的等待區(qū)中，并釋放鎖。在被喚醒、中斷、超時(shí)的情況下，從對象的等待區(qū)中刪除線程T，并重新進(jìn)行線程調(diào)度。一旦線程T獲得該對象的鎖，該對象上的所有同步申明都被恢復(fù)到調(diào)用wait()方法時(shí)的狀態(tài)，然后線程T從wait()方法返回。如果當(dāng)前線程在等待之前或在等待時(shí)被任何線程中斷，則會拋出 InterruptedException。在按上述形式恢復(fù)此對象的鎖定狀態(tài)時(shí)才會拋出此異常。在拋出此異常時(shí)，當(dāng)前線程的中斷狀態(tài)被清除。
object.notify()
喚醒在此對象鎖上等待的單個(gè)線程。此方法只能由擁有該對象鎖的線程來調(diào)用。
Thread.sleep()
在指定的毫秒數(shù)內(nèi)讓當(dāng)前正在執(zhí)行的線程休眠（暫停執(zhí)行），此操作受到系統(tǒng)計(jì)時(shí)器和調(diào)度程序精度和準(zhǔn)確性的影響。監(jiān)控狀態(tài)依然保持、會自動恢復(fù)到可運(yùn)行狀態(tài)，不會釋放對象鎖。如果任何線程中斷了當(dāng)前線程。當(dāng)拋出InterruptedException異常時(shí)，當(dāng)前線程的中斷狀態(tài)被清除。讓出CPU分配的執(zhí)行時(shí)間。
thread.join()：在一個(gè)線程對象上調(diào)用，使當(dāng)前線程等待這個(gè)線程對象對應(yīng)的線程結(jié)束之后繼續(xù)執(zhí)行。
Thread.yield()：暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的線程對象，并執(zhí)行其他線程（讓出cpu）。
thread.interrupt():中斷線程，停止其正在進(jìn)行的一切。中斷一個(gè)不處于活動狀態(tài)的線程不會有任何作用。如果線程在調(diào)用Object類的wait()方法、或者join()、sleep()方法過程中受阻，則其中斷狀態(tài)將被清除，并收到一個(gè)InterruptedException。
Thread.interrupted()：檢測當(dāng)前線程是否已經(jīng)中斷，并且清除線程的中斷狀態(tài)(回到非中斷狀態(tài))。
Synchronized關(guān)鍵字：編譯后會在同步塊前后分別形成monitorenter和monitorexit這兩個(gè)字節(jié)碼指令。這兩個(gè)指令都需要一個(gè)引用類型的參數(shù)來指明要鎖定和解鎖的對象。如果沒有明確指定對象參數(shù)，那就根據(jù)synchronized修飾的是實(shí)例方法還是類方法，去取對應(yīng)的對象實(shí)例或Class對象來作為鎖對象。在執(zhí)行monitorenter指令時(shí)，首先嘗試獲取對象的鎖，如果沒有被鎖定或者當(dāng)前線程已經(jīng)擁有了該對象的鎖，則將鎖計(jì)數(shù)器加1，相應(yīng)的執(zhí)行moniterexit時(shí)，將鎖計(jì)數(shù)器減1，當(dāng)計(jì)數(shù)器為0時(shí)，鎖就被釋放了。如果獲取對象鎖失敗，則當(dāng)前線程就要阻塞等待。
?
在?Java?5.0 提供了?Java.util.concurrent （簡稱JUC ）包,在此包中增加了在并發(fā)編程中很常用的實(shí)用工具類，用于定義類似于線程的自定義子系統(tǒng)，包括線程池、異步 IO 和輕量級任務(wù)框架。提供可調(diào)的、靈活的線程池。還提供了設(shè)計(jì)用于多線程上下文中的 Collection 實(shí)現(xiàn)等。
一、volatile關(guān)鍵字、內(nèi)存可見性
內(nèi)存可見性
內(nèi)存可見性（Memory Visibility）是指當(dāng)某個(gè)線程正在使用對象狀態(tài)而另一個(gè)線程在同時(shí)修改該狀態(tài)，需要確保當(dāng)一個(gè)線程修改了對象狀態(tài)后，其他線程能夠看到發(fā)生的狀態(tài)變化。
可見性錯(cuò)誤是指當(dāng)讀操作與寫操作在不同的線程中執(zhí)行時(shí)，我們無法確保執(zhí)行讀操作的線程能適時(shí)地看到其他線程寫入的值，有時(shí)甚至是根本不可能的事情。
我們可以通過同步來保證對象被安全地發(fā)布。除此之外我們也可以使用一種更加輕量級的 volatile 變量。
volatile 關(guān)鍵字
Java 提供了一種稍弱的同步機(jī)制，即 volatile 變量，用來確保多個(gè)線程將變量的更新操作通知到其他線程，可以保證內(nèi)存中的數(shù)據(jù)可見。可以將 volatile 看做一個(gè)輕量級的鎖，但是又與鎖有些不同：
- 對于多線程，不是一種互斥關(guān)系
- 不能保證變量狀態(tài)的“原子性操作”
public class TestVolatile {
??? public static void main(String[] args){
???? ???ThreadDemo td=new ThreadDemo();
??????? new Thread(td).start();
??????? while(true){
??????????? if(td.isFlag()){
??????????????? System.out.println("-----------");
??????????????? break;
??????????? }
??????? }
??? }
?
}
class ThreadDemo implements Runnable{
??? private volatile boolean flag=false;
??? public void run() {
??????? try {
??????????? Thread.sleep(200);
??????? } catch (InterruptedException e) {
??????????? e.printStackTrace();
??????? }
??????? flag=true;
??????? System.out.println("flag="+isFlag());
??? }
??? public boolean isFlag(){
??????? return flag;
??? }
??? public void setFlag(boolean flag){
??????? this.flag=flag;
??? }
}
二、原子變量 、CAS
原子變量：jdk1.5 后 java.util.concurrent.atomic 類的小工具包，支持在單個(gè)變量上解除鎖的線程安全編程，包下提供了常用的原子變量：?
- AtomicBoolean 、AtomicInteger 、AtomicLong 、 AtomicReference?
- AtomicIntegerArray 、AtomicLongArray?
- AtomicMarkableReference?
- AtomicReferenceArray?
- AtomicStampedReference
1.類中的變量都是volatile類型：保證內(nèi)存可見性?
2.使用CAS算法：保證數(shù)據(jù)的原子性
CAS (Compare-And-Swap) 是一種硬件對并發(fā)的支持，針對多處理器操作而設(shè)計(jì)的處理器中的一種特殊指令，用于管理對共享數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問。?
CAS 是一種無鎖的非阻塞算法的實(shí)現(xiàn)。?
CAS包含三個(gè)操作數(shù)：?
內(nèi)存值 V?
預(yù)估(舊)值 A?
更新值 B?
當(dāng)且僅當(dāng)V==A時(shí)，B的值才更新給A，否則將不做任何操作。
public class TestAtomicDemo {
?
??? public static void main(String[] args) {
??????? AtomicDemo ad = new AtomicDemo();
?
??????? for (int i = 0; i < 10; i++) {
??????????? new Thread(ad).start();
??????? }
??? }
?
}
?
class AtomicDemo implements Runnable{
?
//? private volatile int serialNumber = 0;
?
??? private AtomicInteger serialNumber = new AtomicInteger(0);
?
??? @Override
??? public void run() {
?
??????? try {
??????????? Thread.sleep(200);
??????? } catch (InterruptedException e) {
??????? }
?
??????? System.out.println(getSerialNumber());
??? }
?
public int getSerialNumber(){
// return serialNumber++;
??????? return serialNumber.getAndIncrement();//i++ 實(shí)際是int temp=i;i=i+1;i=temp; 需要原子性操作
??? }
}
使用synchronized方法模擬CAS 算法，實(shí)際是由硬件機(jī)制完成的，用10個(gè)線程代表對內(nèi)存中數(shù)據(jù)的10次修改請求。只有上個(gè)線程修改完，這個(gè)線程從內(nèi)存中獲取的內(nèi)存值當(dāng)成期望值，才等于內(nèi)存值，才能對內(nèi)存值進(jìn)行修改。
public class TestCompareAndSwap {
??? public static void main(String[] args) {
??????? final CompareAndSwap cas=new CompareAndSwap();
?
??????? for(int i=0;i<10;i++){
??????????? new Thread(new Runnable(){
??????????????? @Override
??????????????? public void run() {
??????????????????? int expectedValue=cas.get();
??????????????????? boolean b=cas.compareAndSwap(expectedValue, (int)(Math.random()*101));
??????????????????? System.out.println(b);
??????????????? }
??????????? }).start();
??????? }
??? }
}
?
class CompareAndSwap{
??? private int value;//內(nèi)存值
?
??? //獲取內(nèi)存值
??? public synchronized int get(){
??????? return value;
??? }
?
??? //比較
??? public synchronized boolean compareAndSwap(int expectedValue,int newValue){
??????? int oldValue=value;//線程讀取內(nèi)存值，與預(yù)估值比較
?????? ?if(oldValue==expectedValue){
??????????? this.value=newValue;
??????????? return true;
??????? }
??????? return false;
??? }
}
三、ConcurrentHashMap、鎖分段
HashMap 線程不安全?
Hashtable 內(nèi)部采用獨(dú)占鎖，線程安全，但效率低?
ConcurrentHashMap同步容器類是java5 新增的一個(gè)線程安全的哈希表，效率介于HashMap和Hashtable之間。內(nèi)部采用“鎖分段”機(jī)制。
java.util.concurrent 包還提供了設(shè)計(jì)用于多線程上下文中的Collection實(shí)現(xiàn)：
當(dāng)期望許多線程訪問一個(gè)給定 collection 時(shí)，?
ConcurrentHashMap 通常優(yōu)于同步的 HashMap，?
ConcurrentSkipListMap 通常優(yōu)于同步的 TreeMap?
ConcurrentSkipListSet通常優(yōu)于同步的 TreeSet.
當(dāng)期望的讀數(shù)和遍歷遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于列表的更新數(shù)時(shí)，?
CopyOnWriteArrayList 優(yōu)于同步的 ArrayList。因?yàn)槊看翁砑訒r(shí)都會進(jìn)行復(fù)制，開銷非常的大，并發(fā)迭代操作多時(shí) ，選擇。
四、CountDownLatch 閉鎖
CountDownLatch 一個(gè)同步輔助類，在完成一組正在其他線程中執(zhí)行的操作之前，它允許一個(gè)或多個(gè)線程一直等待。
閉鎖可以延遲線程的進(jìn)度直到其到達(dá)終止?fàn)顟B(tài)，閉鎖可以用來確保某些活動直到其他活動都完成才繼續(xù)執(zhí)行：?
?確保某個(gè)計(jì)算在其需要的所有資源都被初始化之后才繼續(xù)執(zhí)行;
?確保某個(gè)服務(wù)在其依賴的所有其他服務(wù)都已經(jīng)啟動之后才啟動;?
?等待直到某個(gè)操作所有參與者都準(zhǔn)備就緒再繼續(xù)執(zhí)行。
/*
?* CountDownLatch:閉鎖，在完成某些運(yùn)算時(shí)，只有其他所有線程的運(yùn)算全部完成，當(dāng)前運(yùn)算才繼續(xù)執(zhí)行
?*/
public class TestCountDownLatch {
??? public static void main(String[] args) {
??????? final CountDownLatch latch=new CountDownLatch(50);
??????? LatchDemo ld=new LatchDemo(latch);
?
??????? long start=System.currentTimeMillis();
?
??????? for(int i=0;i<50;i++){
??????????? new Thread(ld).start();
??????? }
?
??????? try {
??????????? latch.await(); //直到50個(gè)人子線程都執(zhí)行完，latch的值減到0時(shí)，才往下執(zhí)行
??????? } catch (InterruptedException e) {
???????? ???e.printStackTrace();
??????? }
?
??????? long end=System.currentTimeMillis();
??????? System.out.println("耗費(fèi)時(shí)間為："+(end-start));
??? }
}
?
class LatchDemo implements Runnable{
??? private CountDownLatch latch;
?
??? public LatchDemo(CountDownLatch latch){
??????? this.latch=latch;
??? }
??? @Override
??? public void run() {
??????? try{
??????????? for(int i=0;i<50000;i++){
??????????????? if(i%2==0){
??????????????????? System.out.println(i);
??????????????? }
??????????? }
??????? }finally{
??????????? latch.countDown();//latch的值減一
??????? }
??? }
}
五、實(shí)現(xiàn)Callable接口
java?5.0 在 java.util.concurrent 提供了一個(gè)新的創(chuàng)建執(zhí)行線程的方式：Callable 接口
實(shí)現(xiàn)Callable 接口，相較于實(shí)現(xiàn) Runnable接口的方式，方法可以有返回值，并且可以拋出異常。
Callable 需要依賴FutureTask ，用于接收返回值，FutureTask 也可以用作閉鎖。
/*
?* 一、創(chuàng)建執(zhí)行線程的方式三：實(shí)現(xiàn)Callable接口。相較于實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方式，方法可以有返回值，并且可以拋出異常。
?* 二、執(zhí)行Callable方式，需要FutureTask實(shí)現(xiàn)類的支持，用于接收運(yùn)算結(jié)果。FutureTask是Future接口的實(shí)現(xiàn)類
?*/
public class TestCallable {
??? public static void main(String[] args) {
??????? ThreadDemo2 td=new ThreadDemo2();
?
??????? //1.執(zhí)行Callable方式，需要FutureTask實(shí)現(xiàn)類的支持，用于接收運(yùn)行結(jié)果。
??????? FutureTask<Integer> result=new FutureTask<>(td);
??????? new Thread(result).start();
?
??????? //2.接收線程運(yùn)算后的結(jié)果
??????? try {
??????????? Integer sum = result.get();//FutureTask 可用于 閉鎖? 當(dāng)子線程執(zhí)行完畢，才會執(zhí)行此后語句
??????????? System.out.println(sum);
??????????? System.out.println("----------------------");
??????? } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
??????????? e.printStackTrace();
??????? }
??? }
}
?
class ThreadDemo2 implements Callable<Integer>{
?
??? @Override
??? public Integer call() throws Exception {
??????? int sum=0;
??????? for(int i=0;i<=100000;i++){
??????????? sum+=i;
??????? }
??????? return sum;
??? }
?
}
六、Lock 同步鎖
在 Java 5.0 之前，協(xié)調(diào)共享對象的訪問時(shí)可以使用的機(jī)制只有 synchronized 和 volatile 。Java 5.0 后增加了一些新的機(jī)制，但并不是一種替代內(nèi)置鎖的方法，而是當(dāng)內(nèi)置鎖不適用時(shí)，作為一種可選擇的高級功能。
ReentrantLock 實(shí)現(xiàn)了 Lock 接口，并提供了與synchronized 相同的互斥性和內(nèi)存可見性。但相較于synchronized 提供了更高的處理鎖的靈活性。
/*
?* 一、用于解決多線程安全問題的方式：
?* synchronized:隱式鎖
?* 1、同步代碼塊
?* 2、同步方法
?* jdk 1.5后
?* 3、同步鎖 Lock?
?* 注意：是一個(gè)顯式鎖，通過lock()方式上鎖，必須通過unlock()方法釋放鎖
?*/
?
/*
?* 賣票
?*/
public class TestLock {
??? public static void main(String[] args) {
??????? Ticket ticket=new Ticket();
??????? new Thread(ticket,"1號窗口").start();
??????? new Thread(ticket,"2號窗口").start();
??????? new Thread(ticket,"3號窗口").start();
??? }
}
?
class Ticket implements Runnable{
??? private int tick=100;
??? private Lock lock=new ReentrantLock();
??? @Override
??? public void run() {
??????? while(true){
??????????? lock.lock();
?? ?????????try{
??????????????? if(tick>0){
??????????????????? try {
??????????????????????? Thread.sleep(200);
??????????????????? } catch (InterruptedException e) {
??????????????????????? e.printStackTrace();
??????????????????? }
??????????????????? System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"完成售票為："+--tick);
??????????????? }
??????????????? else{
??????????????????? break;
??????????????? }
??????????? }finally{
??????????????? lock.unlock();//釋放鎖一定要放在finally里，保證一定執(zhí)行
??????????? }
??????? }
??? }
?
}
?
?
?
/*
?* 生產(chǎn)者和消費(fèi)者案例,優(yōu)化，防止出現(xiàn)虛假喚醒，線程無法停止
?*/
public class TestProductorAndConsumer {
??? public static void main(String[] args) {
??????? Clerk clerk=new Clerk();
?
??????? Productor pro=new Productor(clerk);
??????? Consumer cus=new Consumer(clerk);
?
??????? new Thread(pro,"生產(chǎn)者 A").start();
??????? new Thread(cus,"消費(fèi)者 B").start();
??????? new Thread(pro,"生產(chǎn)者 C").start();
??????? new Thread(cus,"消費(fèi)者 D").start();
??? }
}
?
//店員 假如只有一個(gè)商品位置
class Clerk{
??? private int product=0;
?
??? //進(jìn)貨
??? public synchronized void get(){
??????? while(product>=1){//為了避免虛假喚醒問題，應(yīng)該總是使用在循環(huán)中
??????????? System.out.println("產(chǎn)品已滿！");
??????????? try{
??????????????? this.wait();
??????????? }catch(InterruptedException e){
??????????? }
??????? }
??????? System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : "+ ++product);
?? ?????this.notifyAll();
??? }
?
??? //賣貨
??? public synchronized void sale(){
??????? while(product<=0){ //為了避免虛假喚醒問題，應(yīng)該總是使用在循環(huán)中
??????????? System.out.println("缺貨！");
??????????? try {
??????????????? this.wait();
??????????? } catch (InterruptedException e) {
??????????????? e.printStackTrace();
??????????? }
??????? }
??????? System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : "+ --product);
??????? this.notifyAll();
??? }
}
?
//生產(chǎn)者
class Productor implements Runnable{
??? private Clerk clerk;
??? public Productor(Clerk clerk){
??????? this.clerk=clerk;
??? }
??? @Override
??? public void run() {
??????? for(int i=0;i<20;i++){
??????????? try{
??????????????? Thread.sleep(100);
??????????? }catch(InterruptedException e){
??????????? }
??????????? clerk.get();
??????? }
??? }
}
?
//消費(fèi)者
class Consumer implements Runnable{
??? private Clerk clerk;
??? public Consumer(Clerk clerk){
??????? this.clerk=clerk;
??? }
??? @Override
??? public void run() {
??????? for(int i=0;i<20;i++){
??????????? clerk.sale();
??????? }
??? }
}
?
七、Condition 控制線程通信
Condition 接口描述了可能會與鎖有關(guān)聯(lián)的條件變量。這些變量在用法上與使用 Object.wait 訪問的隱式監(jiān)視器類似，但提供了更強(qiáng)大的功能。需要特別指出的是，單個(gè) Lock 可能與多個(gè) Condition 對象關(guān)聯(lián)。為了避免兼容性問題，Condition 方法的名稱與對應(yīng)的 Object 版本中的不同。
在 Condition 對象中，與 wait、notify 和 notifyAll 方法對應(yīng)的分別是await、signal 和 signalAll。
Condition 實(shí)例實(shí)質(zhì)上被綁定到一個(gè)鎖上。要為特定 Lock 實(shí)例獲得Condition 實(shí)例，請使用其 newCondition() 方法。
public class TestProductorAndConsumerForLock {
??? public static void main(String[] args) {
??????? Clerk clerk=new Clerk();
?
??????? Productor pro=new Productor(clerk);
??????? Consumer cus=new Consumer(clerk);
?
??????? new Thread(pro,"生產(chǎn)者 A").start();
??????? new Thread(cus,"消費(fèi)者 B").start();
??????? new Thread(pro,"生產(chǎn)者 C").start();
??????? new Thread(cus,"消費(fèi)者 D").start();
??? }
}
?
//店員 假如只有一個(gè)商品位置
class Clerk{
??? private int product=0;
??? private Lock lock=new ReentrantLock();
??? private Condition condition=lock.newCondition();
?
??? //進(jìn)貨
??? public void get(){
??????? lock.lock();
?
??????? try{
??????????? while(product>=1){//為了避免虛假喚醒問題，應(yīng)該總是使用在循環(huán)中
??????????????? System.out.println("產(chǎn)品已滿！");
? ??????????????try{
??????????????????? condition.await();//this.wait();
??????????????? }catch(InterruptedException e){
??????????????? }
??????????? }
??????????? System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : "+ ++product);
??????????? condition.signalAll();//this.notifyAll();
??????? }finally{
??????????? lock.unlock();
??????? }
??? }
?
??? //賣貨
??? public void sale(){
??????? lock.lock();
?
??????? try{
??????????? while(product<=0){
??????????????? System.out.println("缺貨！");
??????????????? try {
??????????????????? condition.await();//this.wait();
??????????????? } catch (InterruptedException e) {
??????????????????? e.printStackTrace();
??????????????? }
??????????? }
??????????? System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : "+ --product);
??????????? condition.signalAll();//this.notifyAll();
??????? }finally{
??????????? lock.unlock();
??????? }
??? }
}
?
//生產(chǎn)者
class Productor implements Runnable{
??? private Clerk clerk;
??? public Productor(Clerk clerk){
??????? this.clerk=clerk;
??? }
??? @Override
??? public void run() {
??????? for(int i=0;i<20;i++){
??????????? try{
???????? ???????Thread.sleep(100);
??????????? }catch(InterruptedException e){
??????????? }
??????????? clerk.get();
??????? }
??? }
}
?
//消費(fèi)者
class Consumer implements Runnable{
??? private Clerk clerk;
??? public Consumer(Clerk clerk){
??????? this.clerk=clerk;
??? }
??? @Override
??? public void run() {
??????? for(int i=0;i<20;i++){
??????????? clerk.sale();
??????? }
??? }
}
八、線程按序交替
編寫一個(gè)程序，開啟 3 個(gè)線程，這三個(gè)線程的 ID 分別為A、B、C，每個(gè)線程將自己的 ID 在屏幕上打印 10 遍，要求輸出的結(jié)果必須按順序顯示。如：ABCABCABC…… 依次遞歸
public class TestABCAlternate {
??? public static void main(String[] args) {
??????? AlternateDemo ad=new AlternateDemo();
??????? new Thread(new Runnable(){
??????????? @Override
??????????? public void run() {
??????????????? for(int i=1;i<=20;i++){
??????????????????? ad.loopA(i);
?????? ?????????}
??????????? }
?
??????? },"A").start();
?
??????? new Thread(new Runnable(){
??????????? @Override
??????????? public void run() {
??????????????? for(int i=1;i<=20;i++){
??????????????????? ad.loopB(i);
??????????????? }
??????????? }
?
??????? },"B").start();
?
??????? new Thread(new Runnable(){
??????????? @Override
??????????? public void run() {
??????????????? for(int i=1;i<=20;i++){
??????????????????? ad.loopC(i);
??????????????????? System.out.println("-----------------------------------");
??????????????? }
??????????? }
?
??????? },"C").start();
??? }
}
?
class AlternateDemo{
??? private int number=1;//當(dāng)前正在執(zhí)行線程的標(biāo)記
??? private Lock lock=new ReentrantLock();
??? private Condition condition1=lock.newCondition();
??? private Condition condition2=lock.newCondition();
??? private Condition condition3=lock.newCondition();
?
??? /*
???? * @param totalLoop:循環(huán)第幾輪
???? */
??? public void loopA(int totalLoop){
??????? lock.lock();
??????? try{
??????????? //1.判斷
??????????? if(number!=1){
??????????????? condition1.await();
??????????? }
?
??????????? //2.打印
??????????? System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+totalLoop);
?
??????????? //3.喚醒
??????????? number=2;
??????????? condition2.signal();
??????? } catch (InterruptedException e) {
??? ????????e.printStackTrace();
??????? } finally{
??????????? lock.unlock();
??????? }
??? }
?
??? public void loopB(int totalLoop){
??????? lock.lock();
??????? try{
??????????? //1.判斷
??????????? if(number!=2){
??????????????? condition2.await();
????????? ??}
?
??????????? //2.打印
??????????? System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+totalLoop);
?
??????????? //3.喚醒
??????????? number=3;
??????????? condition3.signal();
??????? } catch (InterruptedException e) {
??????????? e.printStackTrace();
??????? } finally{
??????????? lock.unlock();
??????? }
??? }
?
??? public void loopC(int totalLoop){
??????? lock.lock();
??????? try{
??????????? //1.判斷
??????????? if(number!=3){
??????????????? condition3.await();
??????????? }
?
??????????? //2.打印
???? ???????System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+totalLoop);
?
??????????? //3.喚醒
??????????? number=1;
??????????? condition1.signal();
??????? } catch (InterruptedException e) {
??????????? e.printStackTrace();
??????? } finally{
????????? ??lock.unlock();
??????? }
??? }
}
九、ReadWriteLock 讀寫鎖
ReadWriteLock 維護(hù)了一對相關(guān)的鎖，一個(gè)用于只讀操作，另一個(gè)用于寫入操作。只要沒有 writer，讀取鎖可以由多個(gè) reader 線程同時(shí)保持。寫入鎖是獨(dú)占的。
ReadWriteLock 讀取操作通常不會改變共享資源，但執(zhí)行寫入操作時(shí)，必須獨(dú)占方式來獲取鎖。對于讀取操作占多數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 ReadWriteLock 能提供比獨(dú)占鎖更高的并發(fā)性。而對于只讀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含的不變性可以完全不需要考慮加鎖操作。
/*
?* 1.ReadWriteLock:讀寫鎖
?* 寫寫|讀寫?? 需要"互斥"
?* 讀讀?????? 不需要"互斥"
?*/
public class TestReadWriteLock {
??? public static void main(String[] args) {
??????? ReadWriteLockDemo rw=new ReadWriteLockDemo();
??????? new Thread(new Runnable() {
??????????? @Override
??????????? public void run() {
??????????????? rw.set((int)(Math.random()*101));
??????????? }
??????? },"Write").start();
?
??????? for(int i=0;i<100;i++){
??????????? new Thread(new Runnable() {
??????????????? @Override
??????????????? public void run() {
??????????????????? rw.get();
??????????????? }
??????????? }).start();
??????? }
??? }
}
?
class ReadWriteLockDemo{
??? private int number=0;
private ReadWriteLock lock=new ReentrantReadWriteLock();
private readLock = lock. readLock();
private writeLock = lock. writeLock();
?
?
?
??? //讀
??? public void get(){
??????? readLock.lock();//上鎖
??????? try{
??????????? System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : "+number);
??????? }finally{
??????????? readLock.unlock();//釋放鎖
??????? }
??? }
?
??? //寫
??? public void set(int number){
??????? writeLock.lock();
??????? try{
??????????? System.out.println(Thread.currentThread().getName());
??????????? this.number=number;
??????? }finally{
??????????? writeLock.unlock();
??????? }
??? }
}
十、線程八鎖
- 一個(gè)對象里面如果有多個(gè)synchronized實(shí)例方法，某一個(gè)時(shí)刻內(nèi)，只要一個(gè)線程去調(diào)用其中的一個(gè)synchronized實(shí)例方法了，其它的線程都只能等待，換句話說，某一個(gè)時(shí)刻內(nèi)，只能有唯一一個(gè)線程去訪問這些synchronized實(shí)例方法。鎖的是當(dāng)前對象this，被鎖定后，其它的線程都不能進(jìn)入到當(dāng)前對象的其它的synchronized實(shí)例方法。
- 加個(gè)普通方法后發(fā)現(xiàn)和同步鎖無關(guān)
- 換成兩個(gè)對象后，不是同一把鎖了，情況立刻變化。
- 都換成靜態(tài)同步方法后，情況又變化
- 所有的非靜態(tài)同步方法用的都是同一把鎖——實(shí)例對象本身，也就是說如果一個(gè)實(shí)例對象的非靜態(tài)同步方法獲取鎖后，該實(shí)例對象的其他非靜態(tài)同步方法必須等待獲取鎖的方法釋放鎖后才能獲取鎖，可是別的實(shí)例對象的非靜態(tài)同步方法因?yàn)楦搶?shí)例對象的非靜態(tài)同步方法用的是不同的鎖，所以毋須等待該實(shí)例對象已獲取鎖的非靜態(tài)同步方法釋放鎖就可以獲取他們自己的鎖。
- 所有的靜態(tài)同步方法用的也是同一把鎖——類對象本身，這兩把鎖是兩個(gè)不同的對象，所以靜態(tài)同步方法與非靜態(tài)同步方法之間是不會有競態(tài)條件的。但是一旦一個(gè)靜態(tài)同步方法獲取鎖后，其他的靜態(tài)同步方法都必須等待該方法釋放鎖后才能獲取鎖，而不管是同一個(gè)實(shí)例對象的靜態(tài)同步方法之間，還是不同的實(shí)例對象的靜態(tài)同步方法之間，只是它們同一個(gè)類的實(shí)例對象！
/*
?* 實(shí)驗(yàn)：觀察打印的"one" or "two" ?
?*
?* 1.兩個(gè)普通同步方法，兩個(gè)線程，標(biāo)準(zhǔn)打印，打印？? //one two? 因?yàn)橥芥i是this(調(diào)用對象本身),被鎖定后，其它的線程都不能進(jìn)入到當(dāng)前對象的其它的synchronized方法
?* 2.新增Thread.sleep()給 getOne(),打印？ //等3秒后? one two
?* 3.新增普通方法(非同步) getThree(),打印？//three 等3秒 one two 因?yàn)橥芥i不影響普通方法的執(zhí)行
?* 4.兩個(gè)普通同步方法，兩個(gè)Number對象，打印？//two 等3秒 one? 因?yàn)橛玫牟皇峭话焰i，互不影響
?* 5.修改 getOne() 為靜態(tài)同步方法，使用一個(gè)Number對象打印?? //two 等3秒 one? 因?yàn)殪o態(tài)同步方法用的鎖是類對象本身，Number.class; 和對象用的是不同的鎖
?* 6.修改兩個(gè)方法均為靜態(tài)同步方法，一個(gè)Number對象？//等3秒 one two 用的鎖都是Number類對象本身
?* 7.一個(gè)靜態(tài)同步方法，一個(gè)非靜態(tài)同步方法，兩個(gè)Number對象？//two 等3秒one
?* 8.兩個(gè)靜態(tài)同步方法，兩個(gè)Number對象？//等3秒后? one two 用的鎖都是Number類對象本身
?*
?* 線程八鎖的關(guān)鍵：
?* ①非靜態(tài)方法的鎖默認(rèn)為? this,? 靜態(tài)方法的鎖為 對應(yīng)的 Class 實(shí)例
?* ②某一個(gè)時(shí)刻內(nèi)，只能有一個(gè)線程持有同一把鎖，無論幾個(gè)方法。
?*/
?
public class TestThread8Monitor {
??? public static void main(String[] args) {
??????? Number number = new Number();
??????? Number number2 = new Number();
??????? new Thread(new Runnable() {
??????????? public void run() {
??????????????? number.getOne();
??????????? }
??????? }).start();
??????? new Thread(new Runnable() {
??????????? public void run() {
//????????????? number.getTwo();
??????????????? number2.getTwo();
??????????? }
??????? }).start();
//? ????new Thread(new Runnable() {
//????????? public void run() {
//????????????? number.getThree();
//????????? }
//????? }).start();
?
??? }
?
}
?
class Number {
??? public static synchronized void getOne() {
??????? try {
??????????? Thread.sleep(3000);
??? ????} catch (InterruptedException e) {
??????? }
??????? System.out.println("one");
??? }
?
??? public static synchronized void getTwo() {
??????? System.out.println("two");
??? }
?
//? public void getThree(){
//????? System.out.println("three");
//? }
}
?
?
十一、線程池
獲取線程第四種方法。?
線程池可以解決兩個(gè)不同問題：由于減少了每個(gè)任務(wù)調(diào)用的開銷，它們通常可以在執(zhí)行大量異步任務(wù)時(shí)提供增強(qiáng)的性能，并且還可以提供綁定和管理資源（包括執(zhí)行任務(wù)集時(shí)使用的線程）的方法。每個(gè) ThreadPoolExecutor 還維護(hù)著一些基本的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如完成的任務(wù)數(shù)。
為了便于跨大量上下文使用，此類提供了很多可調(diào)整的參數(shù)和擴(kuò)展鉤子 (hook)。但是，強(qiáng)烈建議程序員使用較為方便的 Executors 工廠方法 ：
Executors.newCachedThreadPool()（無界線程池，可以進(jìn)行自動線程回收）
Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小線程池）
Executors.newSingleThreadExecutor()（單個(gè)后臺線程）
它們均為大多數(shù)使用場景預(yù)定義了設(shè)置。
/*
?* 一、線程池：提供了一個(gè)線程隊(duì)列，隊(duì)列中保存著所有等待狀態(tài)的線程。避免了創(chuàng)建與銷毀額外開銷，提高了響應(yīng)的速度。
?* 二、線程池的體系結(jié)構(gòu)：
?*??? java.util.concurrent.Executor:負(fù)責(zé)線程的使用與調(diào)度的根接口
?*??? ????|--**ExecutorService 子接口：線程池的主要接口
?*???????????? |--ThreadPoolExecutor 線程池的實(shí)現(xiàn)類
?*???????????? |--ScheduledExecutorService 子接口：負(fù)責(zé)線程的調(diào)度
?*????????????????? |--ScheduledThreadPoolExecutor:繼承ThreadPoolExecutor,實(shí)現(xiàn)ScheduledExecutorService接口
?* 三、工具類：Executors
?* 方法有：
?* ExecutorService newFixedThreadPool(): 創(chuàng)建固定大小的線程池
?* ExecutorService newCachedThreadPool():緩存線程池，線程池的數(shù)量不固定，可以根據(jù)需要自動的更改數(shù)量。
?* ExecutorService newSingleThreadExecutor():創(chuàng)建單個(gè)線程池。線程池中只有一個(gè)線程
?*
?* ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool():創(chuàng)建固定大小的線程，可以延遲或定時(shí)的執(zhí)行任務(wù)。
?*
?*/
public class TestThreadPool {
??? public static void main(String[] args) {
??????? //1.創(chuàng)建線程池
??????? ExecutorService pool=Executors.newFixedThreadPool(5);
?
??????? List<Future<Integer>> list=new ArrayList<>();
??????? for (int i = 0; i < 10; i++) {
??????????? Future<Integer> future=pool.submit(new Callable<Integer>(){
??????????????? @Override
??????????????? public Integer call() throws Exception {
??????????????????? int sum=0;
??????????????????? for(int i=0;i<=100;i++){
??????????????????????? sum+=i;
??????????????????? }
??????????????????? return sum;
??????????????? }
?
??????????? });
??????????? list.add(future);
??????? }
??????? pool.shutdown(); // 任務(wù)執(zhí)行完畢關(guān)閉
??????? for(Future<Integer> future:list){
??????????? System.out.println(future.get());
??????? }
??? }
}
十二、線程調(diào)度
public class TestScheduledThreadPool {
??? public static void main(String[] args) throws Exception {
??????? ScheduledExecutorService pool=Executors.newScheduledThreadPool(5);
??????? for (int i = 0; i < 5; i++) {
??????????? Future<Integer> result=pool.schedule(new Callable<Integer>() {
??????????????? @Override
??????????????? public Integer call() throws Exception {
??????????????????? int num=new Random().nextInt(100);//生成隨機(jī)數(shù)
??????????????????? System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : "+num);
??????????????????? return num;
??????????????? }
?
??????????? }, 2, TimeUnit.SECONDS);//每次延遲兩秒后運(yùn)行
??????????? System.out.println(result.get());
??????? }
??? }
}
?
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