多个线程操作同一个资源
同一个对象被多个线程同时操作
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:
package com.blue.syn;
// 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,"结婚基金");
Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
Drawing girlFriend = new Drawing(account,50,"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:模拟存款======================================
class Drawing extends Thread{
Account account; // 账户
int drawingMoney;// 取了多少钱
int nowMoney; //现在手里有多少钱
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()+"钱不够,取不了");
return;
}
// sleep可以放大问题的发生性
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
account.money = account.money - drawingMoney; // 卡内余额 =余额 - 你取的钱线
nowMoney = nowMoney + drawingMoney; // 你手里的钱
System.out.println(account.name+"余额为:"+account.money);
// Thread.currentThread().getName() = this.getName()
System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+ nowMoney);
}
}
++++++++++输出结果+++++++++++
结婚基金余额为:50
你手里的钱50
结婚基金余额为:0
girlFriend手里的钱50
Process finished with exit code 0
package com.blue.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<String>();
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());
}
}
+++++++++输出结果+++++++++++++++
9996
Process finished with exit code 0
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
注意:
synchronized 同步方法,锁的是this
锁的对象就是变化的量,需要增删改的对象
package com.blue.syn;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
// 测 JUC安全类型的集合
public class TextJUC {
public static void main(String[] args) {
CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String >();
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());
}
}
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.blue.thread;
// 死锁:多个线程互相抱着对方需要的资源,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
try {
makeup();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 化妆,互相持有对方的锁,就是需要拿到对方的资源
private void makeup() throws InterruptedException {
if (choice == 0) {
synchronized (lipstick) { //获得口红的锁
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
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 + "获得镜子的锁");
Thread.sleep(1000);
}
synchronized (lipstick) {// 一秒钟后想获得口红
System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
}
}
}
}
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。
ReentrantLock——可重入锁
package com.blue.gaoji;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
// 测试 lock 锁
public class TextLock {
public static void main(String[] args) {
TextLock2 textLock2 = new TextLock2();
new Thread(textLock2).start();
new Thread(textLock2).start();
new Thread(textLock2).start();
}
}
class TextLock2 implements Runnable{
int ticketNums = 10;
// 定义lock锁 安全-常量
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();
}
}
}
}
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,syηchronized
有代码块锁和方法锁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)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)生产者消费者模式
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
Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题
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 lllegalMonitorStateException
代码在后边
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
代码在后边
并发协作模型 “生产者/消费者模式” -->信号灯法
package com.blue.gaoji;
import java.security.PublicKey;
// 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 TextPC {
public static void main(String[] args) {
SynContainer container = new SynContainer();
new Producer(container).start();
new Consumer(container).start();
}
}
// 生产者
class Producer extends Thread{
SynContainer container;
public Producer(SynContainer container){
this.container = container;
}
//
@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,就需要等待消费消费
if (count == chickens.length){
//通知消费者消费,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++;
//可以通知消费者消费了
this.notifyAll();
}
//===========消费者消费产品=================
public synchronized Chicken pop(){
// 判防能否消费
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];
// 完了,通知生产者生产
this.notifyAll();
return chicken;
}
}
输出为===============================
生产了0只鸡
生产了1只鸡
生产了2只鸡
生产了3只鸡
生产了4只鸡
生产了5只鸡
生产了6只鸡
生产了7只鸡
生产了8只鸡
生产了9只鸡
生产了10只鸡
消费了-->9只鸡
消费了-->10只鸡
消费了-->8只鸡
消费了-->7只鸡
消费了-->6只鸡
消费了-->5只鸡
消费了-->4只鸡
消费了-->3只鸡
消费了-->2只鸡
消费了-->1只鸡
消费了-->0只鸡
package com.blue.gaoji;
// 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("快乐大本营播放中");
}else {
this.tv.play("抖音:记录美好生活");
}
}
}
}
// 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;
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;
}
}
输出为=====================================
演员表演了:快乐大本营播放中
观看了:快乐大本营播放中
演员表演了:抖音:记录美好生活
观看了:抖音:记录美好生活
演员表演了:快乐大本营播放中
观看了:快乐大本营播放中
演员表演了:抖音:记录美好生活
观看了:抖音:记录美好生活
演员表演了:快乐大本营播放中
观看了:快乐大本营播放中
◆ corePoolSize:核心池的大
◆ 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
ExecutorService
和 Executors
ExecutorService
:真正的线程池接口。常见子类 ThreadPoolEXecutorExecutors
: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.blue.gaoji;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
//测试线程池
public class TestPool {
public static void main(String[] args) {
//1,创建服务,创建线程池
//newFixedThreadPoo l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());
//2.关闭链接
service.shutdown();
}
}
class MyThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
输出为============================
pool-1-thread-1
pool-1-thread-2
pool-1-thread-3
pool-1-thread-4
Process finished with exit code 0
package com.blue.gaoji;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
//回顾总结线程的创建
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();
try {
Integer integer = futureTask.get();
System.out.println(integer);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//1.继承 Thread类
class MyThread1 extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread1");
}
}
//2.实现 Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread2");
}
}
//
class MyThread3 implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("MyThread3");
return 100;
}
}
输出为===================
MyThread1
MyThread2
MyThread3
100
Process finished with exit code 0