关于Java多线程的一些随笔
Synchronized与ReentrantLock有哪些相同点和不同点？
在Java中，synchronized关键字和ReentrantLock类都用于管理线程间的同步，但它们在实现方式、功能和灵活性方面存在一些差异。以下是它们的相同点和不同点：
相同点
-
互斥性：
synchronized和ReentrantLock都提供了线程互斥的机制，确保在同一时间只有一个线程可以执行特定代码段。 -
防止线程干扰：它们都用于解决线程安全问题，避免多线程环境下的数据不一致性和竞争条件。
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可重入性：这两种机制都是可重入的，即同一个线程可以多次获取已经持有的锁。
-
锁定代码块或对象：它们都可以锁定代码块或整个方法，以保护关键部分的代码不被多线程同时执行。
不同点
-
实现方式：
synchronized是Java的内置关键字，其实现是隐藏的，用户无需手动管理锁的获取和释放。ReentrantLock是Java标准库中的API，需要显式地创建锁对象，显式地获取和释放锁。
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功能特性：
ReentrantLock提供了比synchronized更多的功能，如可中断的锁获取、尝试非阻塞地获取锁（tryLock()）、设置公平锁等。synchronized不支持这些高级特性。
-
条件变量：
ReentrantLock与Condition对象配合，可以分别控制线程的等待和唤醒，这为线程间通信提供了更多的灵活性。synchronized则是配合Object类的wait()、notify()和notifyAll()方法来实现线程间的通信。
-
锁的公平性：
ReentrantLock允许用户选择是使用公平锁还是非公平锁。synchronized不保证公平性，没有提供公平锁的选项。
-
性能和优化：
- 在Java 6及以后版本中，
synchronized的性能得到了显著提升，尤其在低至中等线程竞争的情况下。 ReentrantLock可能在高竞争环境下表现更优，特别是在使用公平锁或者需要更复杂的条件同步时。
- 在Java 6及以后版本中，
-
锁的可中断性：
ReentrantLock允许在等待锁的过程中响应中断。synchronized块内的线程等待获得锁时不能被中断。
总结
虽然synchronized和ReentrantLock都用于实现线程同步，但ReentrantLock提供了更多的控制和灵活性，特别适用于更复杂的多线程场景。而synchronized由于其简单性，更适用于那些不需要高级功能和低至中等线程竞争的场景。选择哪一个取决于具体需求和使用场景。
想要线程停止有哪些方式？
在Java中，安全地停止线程是多线程编程中的一个常见需求。过去，Java提供了stop()方法来停止线程，但由于这种方法会导致线程立即停止，可能导致共享资源处于不一致状态或其他线程在等待锁时发生死锁，因此这个方法已被废弃。现在，有几种更安全和优雅的方法来停止一个线程：
1. 使用中断
- 调用线程的
interrupt()方法：- 在线程中断点（如
sleep()、wait()、join()等）会抛出InterruptedException，可以捕获这个异常并优雅地结束线程。 - 线程可以通过检查中断标志（使用
Thread.interrupted()或Thread.currentThread().isInterrupted()）来响应中断。
- 在线程中断点（如
2. 使用标志
- 设置自定义标志：
- 在线程的运行方法中，使用一个自定义的布尔标志来控制循环或运行状态。
- 当需要停止线程时，外部代码可以设置这个标志为
false。
3. 使用Future.cancel()（对于ExecutorService）
- 如果线程是通过
ExecutorService提交的，可以使用Future对象来请求取消。 - 调用
Future.cancel(true)将尝试取消任务的执行。如果任务已经开始，它将尝试中断线程。
4. 使用volatile变量
- 使用
volatile关键字声明的变量确保所有线程都能看到变量的最新值。 - 可以使用一个
volatile boolean变量作为一个信号，告诉线程何时停止。
代码示例
使用中断
public class MyThread extends Thread {
public void run() {
while (!Thread.interrupted()) {
// 执行任务
}
// 清理资源并停止执行
}
}
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
// 一段时间后
thread.interrupt();
使用自定义标志
public class MyThread extends Thread {
private volatile boolean running = true;
public void run() {
while (running) {
// 执行任务
}
// 清理资源并停止执行
}
public void stopRunning() {
running = false;
}
}
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
// 一段时间后
thread.stopRunning();
注意事项
- 不要使用
Thread.stop()方法停止线程，因为它是不安全的。 - 始终确保线程的停止操作是安全的，不会导致资源泄露或状态不一致。
总之，正确停止线程的关键在于提供一种机制，使线程可以在完成当前工作后安全地终止，而不是强行从外部中断其执行。
哪些方式会造成线程死锁？
在Java中，线程死锁通常发生在两个或多个线程永久性地阻塞对方，等待对方释放锁，从而无法继续执行。造成死锁的主要原因通常涉及一组互相竞争资源的线程，这些线程彼此之间因为锁的竞争而无法前进。以下是一些可能导致线程死锁的常见情况：
1. 锁顺序死锁
当两个或多个线程以不同的顺序获取相同的锁时，可能会发生死锁。例如，线程A持有锁L1并试图获取锁L2，同时线程B持有锁L2并试图获取锁L1。
2. 循环等待
当两个或多个线程形成一个循环等待链时，每个线程都在等待链中的下一个线程释放锁。这是造成死锁的一个典型模式。
3. 资源死锁
线程对多个资源的需求可能导致死锁。例如，线程A等待线程B持有的资源，而线程B等待线程A持有的资源。
4. 嵌套锁
当一个线程在持有一个锁的同时尝试获取另一个锁时，如果其他线程以相反的顺序尝试获取这些锁，就可能产生死锁。
5. 不可中断的操作
线程可能在等待一个不可中断的资源（例如I/O操作）时阻塞，如果其他线程需要等待这个阻塞线程释放的资源，也可能导致死锁。
代码示例
public class DeadlockDemo {
private static final Object Lock1 = new Object();
private static final Object Lock2 = new Object();
public static void main(String args[]) {
ThreadDemo1 T1 = new ThreadDemo1();
ThreadDemo2 T2 = new ThreadDemo2();
T1.start();
T2.start();
}
private static class ThreadDemo1 extends Thread {
public void run() {
synchronized (Lock1) {
System.out.println("Thread 1: Holding lock 1...");
try { Thread.sleep(10); }
catch (InterruptedException e) {}
System.out.println("Thread 1: Waiting for lock 2...");
synchronized (Lock2) {
System.out.println("Thread 1: Holding lock 1 & 2...");
}
}
}
}
private static class ThreadDemo2 extends Thread {
public void run() {
synchronized (Lock2) {
System.out.println("Thread 2: Holding lock 2...");
try { Thread.sleep(10); }
catch (InterruptedException e) {}
System.out.println("Thread 2: Waiting for lock 1...");
synchronized (Lock1) {
System.out.println("Thread 2: Holding lock 1 & 2...");
}
}
}
}
}
在这个示例中，ThreadDemo1 和 ThreadDemo2 分别尝试以不同的顺序获取 Lock1 和 Lock2，这可能导致死锁。
避免死锁的策略
- 锁顺序：确保所有线程以相同的顺序获取锁。
- 锁超时：使用带有超时的锁获取机制，如
tryLock()。 - 死锁检测：在系统设计中实现死锁检测机制，并相应地采取措施。
- 减少锁的使用：尽可能减少同步块的使用，避免不必要的锁。
- 使用并发工具类：利用Java的
java.util.concurrent包中的并发工具类，如ReentrantLock，它们提供了更灵活的锁定机制。
sleep,wait,yield,join的区别?
在Java中，sleep(), wait(), yield(), 和 join() 是用于控制线程行为的重要方法，它们在多线程编程中有着各自的作用和特性。理解它们之间的区别对于编写有效的多线程代码非常重要。
1. sleep()
- 所属类：
Thread类 - 目的：使当前执行的线程暂停执行指定的时间（给定的毫秒数），不释放任何锁。
- 使用场景：暂停线程执行一段时间，不涉及锁资源的释放或等待。
2. wait()
- 所属类：
Object类 - 目的：使当前线程进入等待状态直到另一个线程调用相同对象的
notify()或notifyAll()方法。在调用wait()时，线程必须持有该对象的锁，调用后会释放这个对象的锁。 - 使用场景：线程需要等待特定条件的满足，并在等待期间释放对象锁以允许其他线程修改这个条件。
3. yield()
- 所属类：
Thread类 - 目的：使当前线程让出CPU执行时间，但不释放任何锁资源。
yield()的调用不会导致线程状态的改变，它只是建议线程调度器当前线程愿意放弃当前的CPU资源，但线程调度器可以自由忽略这个提示。 - 使用场景：当一个线程认为自己不那么重要，或者希望给予其他相同优先级的线程执行机会时。
4. join()
- 所属类：
Thread类 - 目的：等待调用
join()方法的线程结束。换句话说，假设在线程A中调用了线程B的join()方法，线程A将会被挂起，直到线程B完成执行后才会继续执行。 - 使用场景：当一个线程需要等待另一个线程完成工作之后再继续执行。
比较
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锁的释放：
wait()方法在等待时会释放锁，而sleep()和yield()不会释放任何锁。join()方法不涉及锁的概念，但它会使调用者等待直到目标线程完成。
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控制精度：
sleep()可以精确地控制需要暂停的时间。wait()通常用于线程间的交互和条件等待，依赖于外部因素来唤醒。yield()对于线程调度的影响不确定，取决于具体的线程调度器的实现。join()用于等待另一个线程完成，其等待时间取决于目标线程的执行时间。
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异常处理：
sleep(),wait(), 和join()都会抛出InterruptedException，这表明线程的等待、睡眠或占用状态被中断了。yield()不会抛出InterruptedException。
理解这些方法的不同之处有助于更好地利用Java的多线程机制，并编写出更有效、更稳定的并发应用程序。