狂神说多线程笔记

进程与线程

进程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，不然没有存在的一次，线程是CPU调度和执行的单位

注：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觉。

多线程其实就是让不同的线程去操作同一个对象

线程创建

• Thread class 继承Thread类(重点)
• Runnable接口(重点)
• Callable实现Callable接口(了解)

Thread类本身实现了Runnable接口

直接调用run方法和start方法的区别：

直接调用run方法相当于是调用了一个普通的方法，而调用start方法才相当于是开启了一个线程。当我们在main线程与分线程分别执行2000次输出语句，那么就会发现两个输出语句混杂在一起，也就是多线程。

继承Thread方法

package com.hty.demo;


/*
* 创建线程的第一种方式   继承Thread类，重写run()方法，调用start()方法开启线程
* */
public class Demo1 extends Thread{
    public static void main(String[] args) {
        Demo1 demo1 = new Demo1();
        demo1.start();//调用start方法来开启线程
        //主方法，main线程
        for(int i=0;i<2000;++i){
            System.out.println("这是main线程---"+i);
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        //run()方法线程体
        for(int i=0;i<2000;++i){
            System.out.println("这是分线程---"+i);
        }
    }
}

注：线程开启后并不一定立即执行，而是由CPU进行调度

package com.hty.demo;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

/*
* 案例一：使用多线程模拟同步图片下载功能
* 需要下载一个commons-io包，就是一个文件操作类
*
* */
public class Demo2 extends Thread{
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    public Demo2(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        WebDownLoader wdl = new WebDownLoader();
        wdl.downloader(url,name);
        System.out.println("下载"+name+"成功");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo2 t1 = new Demo2("https://cdn.acwing.com/media/user/profile/photo/1_lg_844c66b332.jpg","pic1.jpg");
        Demo2 t2 = new Demo2("https://cdn.acwing.com/media/user/profile/photo/1_lg_844c66b332.jpg","pic2.jpg");
        Demo2 t3 = new Demo2("https://cdn.acwing.com/media/user/profile/photo/1_lg_844c66b332.jpg","pic3.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 ");
        }
    }
}

最后的结果是

下载pic3.jpg成功
下载pic1.jpg成功
下载pic2.jpg成功

我们发现并不是按照我们预想的那样，首先下载pic1,之后是pic2,pic3，每次下载完成后的结果都不尽相同，说明了线程的执行顺序与程序的顺序无关，是由CPU进行调度的

实现Runnable接口方法

package com.hty.demo;

/*
* 线程创建方法二：实现Runnable接口 重写run方法
* */
public class Demo3 implements Runnable{
    public static void main(String[] args) {

//        //创建Runnable接口的实现类对象
        Demo3 demo3 = new Demo3();
//        //创建一个线程对象，通过线程对象，开启线程 ------代理
//        Thread thread = new Thread(demo3);
//        thread.start();
        //简写
        new Thread(demo3).start();


        //主方法，main线程
        for(int i=0;i<2000;++i){
            System.out.println("这是main线程---"+i);
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        //run()方法线程体
        for(int i=0;i<2000;++i){
            System.out.println("这是分线程---"+i);
        }
    }
} 

package com.hty.demo;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

/*
* 同步下载图片的案例使用实现Runnable的方法做
* */
public class Demo4 implements Runnable{
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    public Demo4(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        WebDownLoader wdl = new WebDownLoader();
        wdl.downloader(url,name);
        System.out.println("下载"+name+"成功");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo2 t1 = new Demo2("https://cdn.acwing.com/media/user/profile/photo/1_lg_844c66b332.jpg","pic1.jpg");
        Demo2 t2 = new Demo2("https://cdn.acwing.com/media/user/profile/photo/1_lg_844c66b332.jpg","pic2.jpg");
        Demo2 t3 = new Demo2("https://cdn.acwing.com/media/user/profile/photo/1_lg_844c66b332.jpg","pic3.jpg");
        new Thread(t1).start();
        new Thread(t2).start();
        new Thread(t3).start();
    }
}

//下载器
class WebDownLoader1{
    //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 ");
        }
    }
}

我们更推荐使用的是实现Runnable接口的方法来实现多线程，避免了java的单继承局限性

使用多个线程操作同一个对象

package com.hty.demo;

/*
* 多个线程操作同一个对象
* 买火车票的例子
*
* 运行之后会发现有些票会被买了两次，这就是并发的问题
* */
public class Demo5 implements Runnable{
    private int ticketNums = 10;


    public static void main(String[] args) {
        Demo5 t1 = new Demo5();

        new Thread(t1).start();
        new Thread(t1).start();
        new Thread(t1).start();
    }

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while(true){
            if(ticketNums == 0) break;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->购买了第"+ticketNums--+"张票");
        }
    }
}

package com.hty.demo;
/*
* 使用多线程，完成龟兔赛跑的案例
* */
public class Demo6 implements Runnable{

    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(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }


            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);

            if(flag){
                break;
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"跑了"+i+"步");
        }
    }

    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
        //判断是否有胜利者
        if(winner != null){
            //结束比赛
            return true;
        }else{
            if(steps >= 100){
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is "+winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }


    public static void main(String[] args) {
        Demo6 demo6 = new Demo6();
        new Thread(demo6,"兔子").start();
        new Thread(demo6,"乌龟").start();
    }
}

静态代理

package com.hty.demo;

import java.util.Map;

/*
* 静态代理部分的知识
* 案例：
*   我结婚，但是是婚庆公司承接，看上去是婚庆公司结婚，但实际上是我结婚
* 静态代理模式总结
*   真实对象(目标对象)都要实现同一个接口
*   代理对象要代理真实对象
* 好处：代理对象可以做很多真实对象做不了的东西
*      真实对象专注做自己的事情
* */
public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) {
        hunqinggongsi h = new hunqinggongsi(new You());
        h.marry();

    }
}

interface Marry{
    void marry();
}

class You implements Marry {

    @Override
    public void marry() {
        System.out.println("结婚");
    }
}

//代理角色
class hunqinggongsi implements Marry{
    private Marry target;

    public hunqinggongsi(Marry target){
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void marry() {
        before();
        this.target.marry();
        after();
    }

    private void before() {
        System.out.println("结婚前，布置现场");
    }

    private void after() {
        System.out.println("结婚后,收尾款");
    }
}

Lambda表达式

主要作用是：避免匿名内部类定义过多

可以让代码看起来很简洁

去掉一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑

其实质属于函数式编程的概念

(params)->experssion[表达式]

(params)->statement[语句]

(params)->{statement}

a->System.out.println("i like lambda"+a);

new Thread(()->System.out.println("多次线程学习....")).start();

线程状态

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4HvjCTrd-1648880059513)(E:\编程\Javase\狂神说java多线程\笔记.assets\image-20211228124019955.png)]

创建状态：new出来的线程就处于创建状态

就绪状态：调用start()方法之后就处于就绪状态

运行状态：当线程获取到了CPU资源的时候就进入了运行状态

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6hBvPkXu-1648880059514)(E:\编程\Javase\狂神说java多线程\笔记.assets\image-20211228124355814.png)]

setPriority(int newPriority);  //更改线程的优先级
static void sleep(long millis); //在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
void join();//等待该线程终止
static void yield();//暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程
void interrupt();//中断线程，别用这个方式
boolean isAlive();//测试线程是否处于活动状态

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

如果强行终止线程可能会导致数据丢失

package com.hty.demo;
/*
* 线程停止的方法
* 方法一：线程正常执行完毕然后停止
* 方法二：利用死循环和flag标记进行停止循环
* 方法三：不建议适应stop、destroy等方法
* */
public class Demo8 implements Runnable{
    //设置标志位
    private boolean flag = true;

    public static void main(String[] args) {
        Demo8 demo8 = new Demo8();
        new Thread(demo8).start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main"+i);
            if(i == 900){
                demo8.Stop();
                System.out.println("分线程停止了");
            }
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        int i=0;
        while(flag){
            System.out.println("线程运行了"+ (i++) +"次");
        }
    }

    //设置一个公开的方法停止线程 即修改flag的值
    public void Stop(){
        flag = !flag;
    }

}

线程休眠sleep

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

package com.hty.demo;
/*
* 使用多线程的sleep函数模拟倒计时
* */
public class Demo10 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Demo10.tenDown();
    }
    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 yield

礼让线程，让线程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

package com.hty.demo;
/*
* 测试礼让线程
* */
public class Demo11 {
    public static void main(String[] args) {
        MyYield my1 = new MyYield();
        new Thread(my1,"1").start();
        new Thread(my1,"2").start();
    }
}

class MyYield implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"start");
        Thread.yield();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"end");
    }
}

线程强制执行-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

可以想象成插队

package com.hty.demo;
/*
* 测试join方法
* 我们最终结果就会发现，即使在main线程执行到第50次之前两个线程都会执行，但是在50之后，
* 就会先把分线程完全执行完毕之后才会执行主线程
* */
public class Demo12 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("线程vip"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo12 d = new Demo12();
        Thread t = new Thread(d);
        t.start();
        
        //主线程
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("主线程"+i);
            if(i == 50){
                try {
                    //插队
                    t.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        
    }
}

观测线程状态

线程的各种状态表示

Thread.State类中的静态不可修改的常量

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，这些状态是不反应任何操作系统线程状态的虚拟机状态

package com.hty.demo;
/*
* 监测线程的状态
* */

public class Demo13 {
    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("-----------");
        });
        //观察线程状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);//NEW 因为是刚刚创建出来并没有启动

        //启动线程
        thread.start();
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);//RUNNABLE 处于运行状态

        while(state != Thread.State.TERMINATED){
            state = thread.getState();
            System.out.println(state);
        }
    }
}

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

static int MAX_PRIORITY 线程可以拥有的最大优先级。
static int MIN_PRIORITY 线程可以拥有的最小优先级。
static int NORM_PRIORITY 分配给线程的默认优先级。

使用一下方式改变或者获取优先级

getPriority.setPriority(int xxx)

package com.hty.demo;
/*
* 测试线程的优先级
* */
public class Demo14 {
    public static void main(String[] args) {
        //主线程的优先级
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
        MyPriority mp = new MyPriority();
        Thread thread1 = new Thread(mp);
        Thread thread2 = new Thread(mp);
        Thread thread3 = new Thread(mp);
        Thread thread4 = new Thread(mp);
        Thread thread5 = new Thread(mp);
        Thread thread6 = new Thread(mp);
        //首先设置优先级
        thread1.start();

        thread2.setPriority(1);
        thread2.start();

        thread3.setPriority(2);
        thread3.start();

        thread4.setPriority(3);
        thread4.start();

        thread5.setPriority(4);
        thread5.start();

        thread6.setPriority(5);
        thread6.start();
    }
}

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

注意：并不是t1线程的优先级高于t2就必定先执行，这只是一个参考，最主要还是看CPU的调度

优先级低只是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

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.hty.demo;

import java.util.regex.Pattern;

/*
* 守护线程
* 上帝守护人民
* */
public class Demo15 {
    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        You1 you = new You1();

        Thread thread = new Thread(god);
        thread.setDaemon(true);//默认是false  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");
        }
    }
}
//人民
class You1 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("已经活了"+i+"天");
        }
        System.out.println("死亡");
    }
}

线程同步

线程操作同一个资源

并发

同一个对象被多个线程同时操作

例：抢火车票，两个银行同时取钱

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

队列和锁

线程同步的形成条件：队列+锁

• 同步代码块的锁就是括号中的Obj对象
• 同步方法的锁就是当前对象 this
• 静态的同步方法锁对象就是该类的字节码文件

由于统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，在访问时加入了锁机制，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，使用后释放锁集合，但是会存在一下问题:

1. 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起
2. 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
3. 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

案例

package com.hty.demo;
/*
* 不安全买票的案例
* */
public class Demo16 {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket bt = new BuyTicket();
        Thread t1 = new Thread(bt,"小明");
        Thread t2 = new Thread(bt,"小红");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
//买票
class BuyTicket implements Runnable{
    private Integer ticketcount = 10;//票的数量
    private boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while(flag){
            buy();
        }
    }

    private void buy(){
        //判断是否还有票
        if(ticketcount <= 0) {
            flag =false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买了一张票,现在还有"+(--ticketcount)+"张票");

    }
}

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，他包括两种用法：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，知道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：若将一个打的方法声明为synchronized将会影响效率

一般是将执行修改功能的代码块加上synchronized

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.hty.demo;
/*
* 安全买票的案例
* */
public class Demo16 {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket bt = new BuyTicket();
        Thread t1 = new Thread(bt,"小明");
        Thread t2 = new Thread(bt,"小红");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
//买票
class BuyTicket implements Runnable{
    private Integer ticketcount = 10;//票的数量
    private boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while(flag){
            buy();
        }
    }

    private synchronized void buy(){
        //判断是否还有票
        if(ticketcount <= 0) {
            flag =false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买了一张票,现在还有"+(--ticketcount)+"张票");
    }
}

死锁

多个线程各自占有一些共享资源，并且相互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锁时，就可能发生死锁的问题

线程1拿着对象1的锁，线程2拿着对象2的锁，线程1需要拿到对象2的锁才能放下对象1的锁，但是线程2必须拿到对象1的锁才能放下对象2的锁，此时就形成了死锁

死锁产生条件

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：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

以上四个必要条件，只要其中一个不满足，死锁便不能产生

package com.hty.demo;
/*
* 死锁程序演示
* 死锁：多个线程互相拿着对方需要的资源，然后形成僵持
* */
public class Demo18 {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0,"小红");
        Makeup g2 = new Makeup(1,"小明");
        g1.start();
        g2.start();
    }
}

class Lipstick{

}

class Mirror{

}

class Makeup extends Thread{
    //需要的资源只有一份  使用static来标记
    static Lipstick l = new Lipstick();
    static Mirror m = new Mirror();

    int choice;//选择
    String girlName;//使用化妆品的人
    public Makeup(int choice,String girlName){
        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }

    @Override
    public void run() {
        makeup();
    }

    //化妆
    private void makeup(){
        //互相持有对方的锁
        if(choice == 0){
            //获得口红的锁
            synchronized (l){
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                //拿到镜子的锁
//                synchronized (m){
//                    System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
//                }
                //此处进行synchronized的嵌套就行成了死锁 解决方法就是将嵌套的synchronized放在外面
            }
            synchronized (m){
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
            }
        }else{
            //获得口红的锁
            synchronized (m){
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                //拿到镜子的锁
//                synchronized (l){
//                    System.out.println(this.girlName+"获得口红  的锁");
//                }
            }
            synchronized (l){
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
            }
        }
    }
}

线程协作----生产者消费者模式

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放入仓库，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，直到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，知道仓库中再次放入产品为止

线程通信-分析

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，有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

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，优先级高的线程优先调度

**注：**均是Oject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

解决方法1----管程法

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.hty.demo;
/*
* 管程法：实现生产者消费者模式
* 利用的是缓冲区来解决
* */
public class Demo19 {
    public static void main(String[] args) {
        huanchongqu h = new huanchongqu();

        new shengchanzhe(h).start();
        new xiaofeizhe(h).start();
    }
}
//生产者
class shengchanzhe extends Thread{
    huanchongqu hcq;
    public shengchanzhe(huanchongqu hcq){
        this.hcq = hcq;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i < 101; i++) {
            hcq.push(new chanpin(i));
            System.out.println("生产了"+i+"个产品");
        }
    }
}
//消费者
class xiaofeizhe extends Thread{
    huanchongqu hcq;
    public xiaofeizhe(huanchongqu hcq){
        this.hcq = hcq;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i < 101; i++) {
            System.out.println("消费了"+hcq.use().id);
        }
    }
}
//产品
class chanpin{
    int id;//产品编号
    public chanpin(int id){
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class huanchongqu{
    chanpin[] chanpins = new chanpin[10];//需要一个容器大小
    int count=0;//容器计数器
    //生产者放入产品
    public synchronized void push(chanpin c){
        //如果容器满了就需要等待消费者消费
        if(count == chanpins.length){
            //通知消费者消费，生产者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //若没满就需要放入产品
        chanpins[count++] = c;
        //可以通知消费者消费了
        this.notify();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized chanpin use(){
        //如果容器满了就需要消费者消费
        if(count == 0){
            //等待生产者生产，消费者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费就消费
        count--;
        chanpin chanpin = chanpins[count];
        //通知生产者生产
        this.notify();
        return chanpin;
    }
}

解决方法2----信号灯法

package com.hty.demo;

import java.util.regex.Pattern;

/*
* 信号灯法
* */
public class Demo20 {
    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("快乐大本营");
            }else{
                this.tv.play("抖音");
            }
        }
    }
}

//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();

        this.voice = voice;
        flag = false;
    }
    //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();
        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。类似生活着的公共交通工具

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
    0; 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();

    this.voice = voice;
    flag = false;
}
//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();
    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。类似生活着的公共交通工具

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