今日学习目标
- 线程安全问题及解决:同步代码块-同步方法-Lock锁
- 线程死锁
- 线程的状态
- 线程间通讯
-
1 线程安全
1.1 线程安全产生的原因
-
1.2 线程的同步
多个线程对共享数据进行读写时,会导致数据不准确,相互抢产生冲突,因此加入同步锁可以避免一个线程的操作没有执行完毕被其他线程调用,从而保证数据的准确和唯一.
分类
作用:
- 锁住多条语句操作共享数据，可以使用同步代码块实现
- 格式:
- synchronized(任意对象){多条语句操作共享数据的代码}
- 注意:
- 默认锁是打开的,只要有一个线程进去执行代码了，锁就会关闭
- 当线程执行完后,锁才会打开
- 优点:
- 解决了多线程的数据安全问题
缺点:
作用:
- 就是把synchronized关键字加到方法上
格式:
- 修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) { } | 类型 | 区别 | | | —- | —- | —- | | 同步代码块 | 同步代码块可以锁住指定代码 | 同步代码块可以指定锁对象 | | 同步方法 | 同步方法是锁住方法中所有代码 | 同步方法不能指定锁对象 |
注意事项:
我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock
- 获得锁和释放锁的方法:
- void lock()：获得锁
- void unlock()：释放锁
- Lock是接口不能直接实例化,采用它的实现类ReentrantLock来实例化
- ReentrantLock()：创建一个ReentrantLock的实例
注意:
死锁是一种少见的,而且难于调试的错误,在两个线程对两个同步锁对象具有循环依赖时，就会大概率的出现死锁。我们要避免死锁的产生。否则一旦死锁，除了重启没有其他办法的
2.2 产生条件 :
多个线程
-
2.3 死锁代码
```java public class DeadLockDemo { public static void main(String[] args) {
String 筷子A = "筷子A";String 筷子B = "筷子B";new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (true) {synchronized (筷子A) {System.out.println("小白拿到了筷子A ,等待筷子B....");synchronized (筷子B) {System.out.println("小白拿到了筷子A和筷子B , 开吃!!!!!");}}try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}, "小白").start();
new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (true) {synchronized (筷子B) {System.out.println("小黑拿到了筷子B ,等待筷子A....");synchronized (筷子A) {System.out.println("小黑拿到了筷子B和筷子A , 开吃!!!!!");}}try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}, "小黑").start();}
}
<a name="NBePU"></a>## 3 线程的状态1. 新建状态(NEW)----------------->创建线程对象1. 就绪状态(RUNNABLE)--------------->start方法1. 阻塞状态(BLOCKED)----------------->无法获得锁对象1. 等待状态(WAITING)---------------->wait方法1. 计时等待(TIMED_WAITING)---------->Sleep方法1. 结束状态(TERMINATED)-------------->全部代码运行完毕<a name="gyoTW"></a>## 4 线程通信- 通讯技术就是通过等待和唤醒机制,来实现多个线程协同操作完成某一项任务,等待唤醒机制其实就是让线程进入等待状态或者让线程从等待状态中唤醒- 等待方法 :- void wait() 让线程进入无限等待。- void wait(long timeout) 让线程进入计时等待- 以上两个方法会导致当前线程释放锁- 唤醒方法 :- void notify() 唤醒在此对象监视器（锁对象）上等待的单个线程。- void notifyAll() 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。- 以上两个方法不会释放锁- 注意事项:- 等待和唤醒的方法，都要使用锁对象调用（需要在同步代码块中调用)- 等待和唤醒方法应该使用相同的锁对象调用<a name="lsfIR"></a>##### 生产者和消费者案例:```javaimport sun.security.krb5.internal.crypto.Des;/*生产者步骤：1，判断桌子上是否有汉堡包如果有就等待，如果没有才生产。2，把汉堡包放在桌子上。3，叫醒等待的消费者开吃*/public class Cooker implements Runnable {@Overridepublic void run() {while (true) {synchronized (Desk.lock) {if (Desk.count == 0) {break;} else {if (Desk.flag) {// 桌子上有食物try {Desk.lock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}} else {// 桌子上没有食物System.out.println("厨师生产了一个汉堡包...");Desk.flag = true;Desk.lock.notify();}}}}}}
public class Foodie implements Runnable {@Overridepublic void run() {while (true) {synchronized (Desk.lock) {if (Desk.count == 0) {break;} else {if (Desk.flag) {// 桌子上有食物System.out.println("吃货吃了一个汉堡包...");Desk.count--; // 汉堡包的数量减少一个Desk.flag = false;// 桌子上的食物被吃掉 , 值为falseDesk.lock.notify();} else {// 桌子上没有食物try {Desk.lock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}}}}
public class Test {public static void main(String[] args) {new Thread(new Foodie()).start();new Thread(new Cooker()).start();}}
5 线程池
5.1线程池的介绍
- 创建线程池指定线程开启的数量
- 提交任务给线程池，线程池中的线程就会获取任务，进行处理任务。
- 线程处理完任务，不会销毁，而是返回到线程池中，等待下一个任务执行。
- 如果线程池中的所有线程都被占用，提交的任务，只能等待线程池中的线程处理完当前任务
5.3 线程池的好处
- 降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
- 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等待线程创建 , 就能立即执行。
提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目,防止消耗过多的运行内存
5.4 Java提供好的线程池
java.util.concurrent.ExecutorService是线程池接口类型,使用时不需要自己实现,JDK已经实现过了
- 获取线程池使用工具类java.util.concurrent.Executors的静态方法
- public static ExecutorService newFixedThreadPool (int num)
- 指定线程池最大线程
- public static ExecutorService newFixedThreadPool (int num)
- 线程池ExecutorService的相关方法
Future submit(Callable task) - Future<?> submit(Runnable task)
- 关闭线程池方法(一般不是太久不用不会关闭)
/* 1 需求 : 使用线程池模拟游泳教练教学生游泳。 游泳馆（线程池）内有3名教练（线程） 游泳馆招收了5名学员学习游泳（任务）。
2 实现步骤：创建线程池指定3个线程定义学员类实现Runnable，创建学员对象给线程池
*/ public class Test1 { public static void main(String[] args) { // 创建指定线程的线程池 ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); // 提交任务 threadPool.submit(new Student(“小花”)); threadPool.submit(new Student(“小红”)); threadPool.submit(new Student(“小明”)); threadPool.submit(new Student(“小亮”)); threadPool.submit(new Student(“小白”));
threadPool.shutdown();// 关闭线程池}
} class Student implements Runnable { private String name;
public Student(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void run() {String coach = Thread.currentThread().getName();System.out.println(coach + "正在教" + name + "游泳...");try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(coach + "教" + name + "游泳完毕.");}
}
<a name="jjCCi"></a>### 5.6 线程池处理Callable任务```javaimport java.util.concurrent.*;/*需求: Callable任务处理使用步骤1 创建线程池2 定义Callable任务3 创建Callable任务，提交任务给线程池4 获取执行结果<T> Future<T> submit(Callable<T> task) : 提交Callable任务方法返回值类型Future的作用就是为了获取任务执行的结果。Future是一个接口，里面存在一个get方法用来获取值练一练：使用线程池计算 从0~n的和，并将结果返回*/public class Test2 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {// 创建指定线程数量的线程池ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);Future<Integer> future = threadPool.submit(new CalculateTask(100));Integer sum = future.get();System.out.println(sum);}}// 使用线程池计算 从0~n的和，并将结果返回class CalculateTask implements Callable<Integer> {private int num;public CalculateTask(int num) {this.num = num;}@Overridepublic Integer call() throws Exception {int sum = 0;// 求和变量for (int i = 0; i <= num; i++) {sum += i;}return sum;}}
6. 当日问题小结
6.1 当日遇到的问题
6.2 出现问题原因
6.3 解决问题方案
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