狂神JUC笔记

1 wait/sleep的区别

1. 来自不同的类

   wait => Object

   sleep => Thread

   一般情况企业中使用休眠是：

   TimeUnit.DAYS.sleep(1); //休眠1天
   TimeUnit.SECONDS.sleep(1); //休眠1s
   

2. 关于锁的释放

   wait 会释放锁；

   sleep睡觉了，不会释放锁；

3. 使用的范围是不同的

   wait 必须在同步代码块中；

   sleep 可以在任何地方睡；

4. 是否需要捕获异常

   wait是不需要捕获异常；

   sleep必须要捕获异常；

2 Lock

传统的Synchronized

/**
 * 真正的多线程开发
 * 线程就是一个单独的资源类，没有任何的附属操作！
 */
public class SaleTicketDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //多线程操作
        //并发：多线程操作同一个资源类，把资源类丢入线程
        Ticket ticket = new Ticket();

        //@FunctionalInterface 函数式接口 jdk1.8之后 lambda表达式
        new Thread(()->{
            for(int i=0;i<40;i++){
                ticket.sale();
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            for(int i=0;i<40;i++){
                ticket.sale();
            }
        },"B").start();
        new Thread(()->{
            for(int i=0;i<40;i++){
                ticket.sale();
            }
        },"C").start();
    }
}
//资源类
//属性+方法
//oop
class Ticket{
    private int number=50;


    //卖票的方式
    // synchronized 本质：队列，锁
    public synchronized void sale(){
        if(number>0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 卖出了第"+number+" 张票,剩余："+number+" 张票");
            number--;
        }
    }
}

Lock

public class SaleTicketDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //多线程操作
        //并发：多线程操作同一个资源类，把资源类丢入线程
        Ticket2 ticket = new Ticket2();
        new Thread(()->{for(int i=0;i<40;i++) ticket.sale(); },"A").start();
        new Thread(()->{for(int i=0;i<40;i++) ticket.sale(); },"B").start();
        new Thread(()->{for(int i=0;i<40;i++) ticket.sale(); },"C").start();
    }
}

//lock三部曲
//1、    Lock lock=new ReentrantLock();
//2、    lock.lock() 加锁
//3、    finally=> 解锁：lock.unlock();
class Ticket2{
    private int number=50;

    Lock lock=new ReentrantLock();

    //卖票的方式
    // 使用Lock 锁
    public void sale(){
        //加锁
        lock.lock();
        try {
            //业务代码
            if(number>=0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 卖出了第"+number+" 张票,剩余："+number+" 张票");
                number--;
            }
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        finally {
            //解锁
            lock.unlock();
        }
    }
}

Sybchronized与Lock的区别

• 1、Synchronized 内置的Java关键字，Lock是一个Java类

• 2、Synchronized 无法判断获取锁的状态，Lock可以判断

• 3、Synchronized 会自动释放锁，lock必须要手动加锁和手动释放锁！可能会遇到死锁

• 4、Synchronized 线程1(获得锁->阻塞)、线程2(等待)；

  lock就不一定会一直等待下去，lock会有一个trylock去尝试获取锁，不会造成长久的等待。

• 5、Synchronized 是可重入锁，不可以中断的，非公平的；Lock，可重入的，可以判断锁，可以自己设置公平锁和非公平锁；

• 6、Synchronized 适合锁少量的代码同步问题，Lock适合锁大量的同步代码；

3 生产者消费者问题

Synchronized版本

public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data();

        new Thread(()->{for(int i=0;i<10;i++) {
            try {
                data.increment();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        },"A").start();
        new Thread(()->{for(int i=0;i<10;i++) {
            try {
                data.decrement();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }},"B").start();
    }
}
class Data{
    //数字  资源类
    private int number = 0;

    //+1
    public synchronized void increment() throws InterruptedException {
        if(number!=0){
            //等待操作
            this.wait();
        }
        number++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
        //通知其他线程 我+1完毕了
        this.notifyAll();
    }

    //-1
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
        if(number==0){
            //等待操作
            this.wait();
        }
        number--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
        //通知其他线程  我-1完毕了
        this.notifyAll();
    }

}

存在的问题，A线程B线程，现在如果我有四个线程A B C D！

解决方案：if 改为 while，防止虚假唤醒

JUC版本的生产者和消费者问题

await、signal 替换 wait、notify

public class B {
    public static void main(String[] args) {
        Data2 data = new Data2();

        new Thread(()->{for(int i=0;i<10;i++) {
            data.increment();
        }
        },"A").start();
        new Thread(()->{for(int i=0;i<10;i++) {
            data.decrement();
        }},"B").start();
        new Thread(()->{for(int i=0;i<10;i++) {
            data.increment();
        }
        },"C").start();
        new Thread(()->{for(int i=0;i<10;i++) {
            data.decrement();
        }
        },"D").start();
    }
}
class Data2{
    //数字  资源类
    private int number = 0;

    //lock锁
    Lock lock = new ReentrantLock();
    Condition condition = lock.newCondition();

    //+1
    public void increment()  {
        lock.lock();
        try{

            //业务
            while (number!=0){
                //等待操作
                condition.await();
            }
            number++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
            //通知其他线程 我+1完毕了
            condition.signalAll();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    //-1
    public void decrement()  {
        lock.lock();
        try{
            //业务
            while (number==0){
                //等待操作
                condition.await();
            }
            number--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
            //通知其他线程 我+1完毕了
            condition.signalAll();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

Condition的优势：精准的通知和唤醒的线程！

如果我们要指定通知的下一个进行顺序怎么办呢？ 我们可以使用Condition来指定通知进程~

/**
 * A 执行完 调用B
 * B 执行完 调用C
 * C 执行完 调用A
 */

public class C {

    public static void main(String[] args) {
        Data3 data3 = new Data3();
        new Thread(()->{
            for(int i=0;i<10;i++){
                data3.printA();
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            for(int i=0;i<10;i++){
                data3.printB();
            }
        },"B").start();
        new Thread(()->{
            for(int i=0;i<10;i++){
                data3.printC();
            }
        },"C").start();
    }
}

class Data3{
    //资源类
    private Lock lock=new ReentrantLock();
    private Condition condition1 = lock.newCondition();
    private Condition condition2 = lock.newCondition();
    private Condition condition3 = lock.newCondition();
    private int number = 1; //1A 2B 3C

    public void printA(){
        lock.lock();
        try {
            //业务 判断 -> 执行 -> 通知
            while(number!=1){
                //等待
                condition1.await();
            }
            //操作
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",AAAAA");
            //唤醒指定的线程
            number=2;
            condition2.signal(); // 唤醒2

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void printB(){
        lock.lock();
        try {
            //业务 判断 -> 执行 -> 通知
            while (number!=2){
                condition2.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",BBBBB");
            //唤醒3
            number=3;
            condition3.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void printC(){
        lock.lock();
        try {
            //业务 判断 -> 执行 -> 通知
            while(number!=3){
                condition3.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",CCCCC");
            //唤醒1
            number=1;
            condition1.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

4 集合类不安全

List不安全

我们来看一下List这个集合类：

//java.util.ConcurrentModificationException 并发修改异常！
public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {

        List<Object> arrayList = new ArrayList<>();

        for(int i=1;i<=10;i++){
            new Thread(()->{
                arrayList.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(arrayList);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

会造成：

ArrayList 在并发情况下是不安全的！

解决方案

1、切换成Vector

2、使用Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {

        List<Object> arrayList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

        for(int i=1;i<=10;i++){
            new Thread(()->{
                arrayList.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(arrayList);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

3、使用JUC中的包：List arrayList = new CopyOnWriteArrayList<>();

public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {

        List<Object> arrayList = new CopyOnWriteArrayList<>();

        for(int i=1;i<=10;i++){
            new Thread(()->{
                arrayList.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(arrayList);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

CopyOnWriteArrayList：写入时复制！ COW 计算机程序设计领域的一种优化策略

多个线程调用的时候，list，读取的时候，固定的，写入（存在覆盖操作）；在写入的时候避免覆盖，造成数据错乱的问题；

Set不安全

Set和List同理可得: 多线程情况下，普通的Set集合是线程不安全的；

解决方案还是两种：

• 使用Collections工具类的synchronized包装的Set类
• 使用CopyOnWriteArraySet写入复制的JUC解决方案

//同理：java.util.ConcurrentModificationException
// 解决方案：
public class SetTest {
    public static void main(String[] args) {
//        Set<String> hashSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>()); //解决方案1
        Set<String> hashSet = new CopyOnWriteArraySet<>();//解决方案2
        for (int i = 1; i < 100; i++) {
            new Thread(()->{
                hashSet.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(hashSet);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

HashSet底层是什么？

hashSet底层就是一个HashMap；

public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
}

//add 本质其实就是一个map的key，map的key是无法重复的，所以使用的就是map存储
//hashSet就是使用了hashmap key不能重复的原理
public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
}
//PRESENT是什么？ 是一个常量  不会改变的常量  无用的占位
private static final Object PRESENT = new Object();

Map不安全

同样的HashMap基础类也存在并发修改异常！

public static void main(String[] args) {
        //map 是这样用的吗？  不是，工作中不使用这个
        //默认等价什么？ new HashMap<>(16,0.75);
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //加载因子、初始化容量
        for (int i = 1; i < 100; i++) {
            new Thread(()->{
                map.put(Thread.currentThread().getName(),UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }

结果同样的出现了：异常java.util.ConcurrentModificationException 并发修改异常

解决方案：

• 使用Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());处理；
• 使用ConcurrentHashMap进行并发处理

5 Callable

1、可以有返回值；
2、可以抛出异常；
3、方法不同，run()/call()

代码测试

传统使用线程方式：

public class CallableTest {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
            new Thread(new MyThread()).start();
        }
    }
}

class MyThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

使用Callable进行多线程操作：

Calleable 泛型T就是call运行方法的返回值类型；

但是如何使用呢？

Callable怎么放入到Thread里面呢？

源码分析：

对于Thread运行，只能传入Runnable类型的参数；

我们这是Callable 怎么办呢？

看JDK api文档：

在Runnable里面有一个叫做FutureTask的实现类

FutureTask中可以接受Callable参数

这样我们就可以先把Callable 放入到FutureTask中， 如何再把FutureTask 放入到Thread就可以了。

public class CallableTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
//            new Thread(new Runnable()).start();
//            new Thread(new FutureTask<>( Callable)).start();
            MyThread thread= new MyThread();
            //适配类：FutureTask
            FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(thread);
            //放入Thread使用
            new Thread(futureTask,String.valueOf(i)).start();
            //获取返回值
            String s = futureTask.get();
            System.out.println("返回值："+ s);
        }
    }
}

class MyThread implements Callable<String> {

    @Override
    public String call() throws Exception {
        System.out.println("Call:"+Thread.currentThread().getName());
        return "String"+Thread.currentThread().getName();
    }
}

这样我们就可以使用Callable来进行多线程编程了，并且我们发现可以有返回值，并且可以抛出异常。

注意两个重点：

6 常用辅助类

6.1 CountDownLatch

其实就是一个减法计数器，对于计数器归零之后再进行后面的操作，这是一个计数器！

//这是一个计数器  减法
public class CountDownLatchDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //总数是6
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);

        for (int i = 1; i <= 6 ; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Go out");
                countDownLatch.countDown(); //每个线程都数量-1
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        countDownLatch.await();  //等待计数器归零  然后向下执行

        System.out.println("close door");

    }

}

主要方法：

• countDown 减一操作；
• await 等待计数器归零。

await等待计数器为0，就唤醒，再继续向下运行。

6.2 CyclickBarrier

其实就是一个加法计数器；

public class CyclicBarrierDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //主线程
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7,()->{
            System.out.println("召唤神龙~");
        });

        for (int i = 1; i <= 7; i++) {
            //子线程
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 收集了第 {"+ finalI+"} 颗龙珠");
                try {
                    cyclicBarrier.await(); //加法计数 等待
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }

    }
}

6.3 Semaphore

Semaphore：信号量

抢车位：

3个车位 6辆车：

public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //停车位为3个
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
                try {
                    semaphore.acquire(); //得到
                    //抢到车位
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 抢到了车位{"+ finalI +"}");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2); //停车2s
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 离开车位");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    semaphore.release();//释放
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

原理：

semaphore.acquire()获得资源，如果资源已经使用完了，就等待资源释放后再进行使用！

semaphore.release()释放，会将当前的信号量释放+1，然后唤醒等待的线程！

作用： 多个共享资源互斥的使用！ 并发限流，控制最大的线程数！

7 读写锁

先对于不加锁的情况：

如果我们做一个我们自己的cache缓存。分别有写入操作、读取操作；

我们采用五个线程去写入，使用十个线程去读取。

我们来看一下这个的效果，如果我们不加锁的情况！

package com.ogj.rw;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class ReadWriteLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyCache_ReadWriteLock mycache = new MyCache_ReadWriteLock();
        //开启5个线程 写入数据
        for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
                mycache.put(String.valueOf(finalI),String.valueOf(finalI));
            }).start();
        }
        //开启10个线程去读取数据
        for (int i = 1; i <=10 ; i++) {
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
                String o = mycache.get(String.valueOf(finalI));
            }).start();
        }
    }
}

class MyCache_ReadWriteLock{
    private volatile Map<String,String> map=new HashMap<>();

    //使用读写锁
    private ReadWriteLock readWriteLock=new ReentrantReadWriteLock();
    //普通锁
    private Lock lock=new ReentrantLock();

    public void put(String key,String value){
        //写入
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 开始写入");
        map.put(key, value);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 写入OK");
    }

    public String get(String key){
        //得到
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 开始读取");
        String o = map.get(key);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 读取OK");
        return o;
    }
}

Thread-0 线程 开始写入
Thread-4 线程 开始写入  # 插入了其他的线程进行写入
Thread-4 线程 写入OK
Thread-3 线程 开始写入
Thread-1 线程 开始写入
Thread-2 线程 开始写入
Thread-1 线程 写入OK
Thread-3 线程 写入OK
Thread-0 线程 写入OK   # 对于这种情况会出现 数据不一致等情况
Thread-2 线程 写入OK
Thread-5 线程 开始读取
Thread-6 线程 开始读取
Thread-6 线程 读取OK
Thread-7 线程 开始读取
Thread-7 线程 读取OK
Thread-5 线程 读取OK
Thread-8 线程 开始读取
Thread-8 线程 读取OK
Thread-9 线程 开始读取
Thread-9 线程 读取OK
Thread-10 线程 开始读取
Thread-11 线程 开始读取
Thread-12 线程 开始读取
Thread-12 线程 读取OK
Thread-10 线程 读取OK
Thread-14 线程 开始读取
Thread-13 线程 开始读取
Thread-13 线程 读取OK
Thread-11 线程 读取OK
Thread-14 线程 读取OK

Process finished with exit code 0

所以如果我们不加锁的情况，多线程的读写会造成数据不可靠的问题。

我们也可以采用synchronized这种重量锁和轻量锁 lock去保证数据的可靠。

但是这次我们采用更细粒度的锁：ReadWriteLock 读写锁来保证

package com.ogj.rw;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class ReadWriteLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyCache_ReadWriteLock mycache = new MyCache_ReadWriteLock();
        //开启5个线程 写入数据
        for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
                mycache.put(String.valueOf(finalI),String.valueOf(finalI));
            }).start();
        }
        //开启10个线程去读取数据
        for (int i = 1; i <=10 ; i++) {
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
                String o = mycache.get(String.valueOf(finalI));
            }).start();
        }
    }
}

class MyCache_ReadWriteLock{
    private volatile Map<String,String> map=new HashMap<>();

    //使用读写锁
    private ReadWriteLock readWriteLock=new ReentrantReadWriteLock();
    //普通锁
    private Lock lock=new ReentrantLock();

    public void put(String key,String value){
        //加锁
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
            //写入
            //业务流程
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 开始写入");
            map.put(key, value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 写入OK");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock(); //解锁
        }
    }

    public String get(String key){
        //加锁
        String o="";
        readWriteLock.readLock().lock();
        try {
            //得到
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 开始读取");
            o = map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 读取OK");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }
        return o;
    }
}

运行结果如下：

Thread-0 线程 开始写入
Thread-0 线程 写入OK
Thread-1 线程 开始写入
Thread-1 线程 写入OK
Thread-2 线程 开始写入
Thread-2 线程 写入OK
Thread-3 线程 开始写入
Thread-3 线程 写入OK
Thread-4 线程 开始写入
Thread-4 线程 写入OK

# 以上 整个过程没有再出现错乱的情况，对于读取，我们运行多个线程同时读取，
# 因为这样不会造成数据不一致问题，也能在一定程度上提高效率
Thread-9 线程 开始读取
Thread-9 线程 读取OK
Thread-10 线程 开始读取
Thread-5 线程 开始读取
Thread-11 线程 开始读取
Thread-11 线程 读取OK
Thread-10 线程 读取OK
Thread-7 线程 开始读取
Thread-7 线程 读取OK
Thread-6 线程 开始读取
Thread-5 线程 读取OK
Thread-14 线程 开始读取
Thread-8 线程 开始读取
Thread-14 线程 读取OK
Thread-6 线程 读取OK
Thread-13 线程 开始读取
Thread-12 线程 开始读取
Thread-13 线程 读取OK
Thread-8 线程 读取OK
Thread-12 线程 读取OK

8 阻塞队列

8.1 BlockingQueue

blockingQueue 是Collection的一个子类；

什么情况我们会使用 阻塞队列呢？————多线程并发处理、线程池！

整个阻塞队列的家族如下：Queue以下实现的有Deque、AbstaractQueue、BlockingQueue；

BlockingQueue以下有Link链表实现的阻塞队列、也有Array数组实现的阻塞队列

8.2 如何使用阻塞队列呢？

操作：添加、移除

四组API

方式	抛出异常	不会抛出异常，有返回值	阻塞 等待	超时 等待
添加	add	offer	put	offer(timenum，timeUnit)
移除	remove	poll	take	poll(timenum，timeUnit)
判断队列首	element	peek	-	-

/**
     * 抛出异常
     */
    public static void test1(){
        //需要初始化队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        System.out.println(blockingQueue.add("a"));
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));
        //抛出异常：java.lang.IllegalStateException: Queue full
//        System.out.println(blockingQueue.add("d"));
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        //如果多移除一个
        //这也会造成 java.util.NoSuchElementException 抛出异常
        System.out.println(blockingQueue.remove());
    }
=======================================================================================
/**
     * 不抛出异常，有返回值
     */
    public static void test2(){
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        //添加 一个不能添加的元素 使用offer只会返回false 不会抛出异常
        System.out.println(blockingQueue.offer("d"));

        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        //弹出 如果没有元素 只会返回null 不会抛出异常
        System.out.println(blockingQueue.poll());
    }
=======================================================================================
/**
     * 等待 一直阻塞
     */
    public static void test3() throws InterruptedException {
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        //一直阻塞 不会返回
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");

        //如果队列已经满了， 再进去一个元素  这种情况会一直等待这个队列 什么时候有了位置再进去，程序不会停止
//        blockingQueue.put("d");

        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        //如果我们再来一个  这种情况也会等待，程序会一直运行 阻塞
        System.out.println(blockingQueue.take());
    }
=======================================================================================
/**
     * 等待 超时阻塞
     *  这种情况也会等待队列有位置 或者有产品 但是会超时结束
     */
    public static void test4() throws InterruptedException {
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        blockingQueue.offer("a");
        blockingQueue.offer("b");
        blockingQueue.offer("c");
        System.out.println("开始等待");
        blockingQueue.offer("d",2, TimeUnit.SECONDS);  //超时时间2s 等待如果超过2s就结束等待
        System.out.println("结束等待");
        System.out.println("===========取值==================");
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println("开始等待");
        blockingQueue.poll(2,
                           TimeUnit.SECONDS); //超过两秒 我们就不要等待了
        System.out.println("结束等待");
    }

8.3 SynchronousQueue同步队列

同步队列 没有容量，也可以视为容量为1的队列；

进去一个元素，必须等待取出来之后，才能再往里面放入一个元素；

put方法 和 take方法；

Synchronized 和 其他的BlockingQueue 不一样 它不存储元素；

put了一个元素，就必须从里面先take出来，否则不能再put进去值！

并且SynchronousQueue 的take是使用了lock锁保证线程安全的。

/**
 * 同步队列
 */
public class SynchronousQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<String> synchronousQueue = new SynchronousQueue<>();
        //研究一下 如果判断这是一个同步队列

        //使用两个进程
        // 一个进程 放进去
        // 一个进程 拿出来
        new Thread(()->{
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Put 1");
                synchronousQueue.put("1");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Put 2");
                synchronousQueue.put("2");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Put 3");
                synchronousQueue.put("3");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"T1").start();

        new Thread(()->{
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Take "+synchronousQueue.take());
//                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Take "+synchronousQueue.take());
//                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Take "+synchronousQueue.take());

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"T2").start();
    }
}

9 线程池

线程池：三大方法、7大参数、4种拒绝策略

池化技术

程序的运行，本质：占用系统的资源！我们需要去优化资源的使用 ===> 池化技术

线程池、JDBC的连接池、内存池、对象池 等等。。。。

资源的创建、销毁十分消耗资源

池化技术：事先准备好一些资源，如果有人要用，就来我这里拿，用完之后还给我，以此来提高效率。

线程池的好处：

1、降低资源的消耗；

2、提高响应的速度；

3、方便管理；

线程复用、可以控制最大并发数、管理线程；

线程池：三大方法

• ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();//单个线程
• ExecutorService threadPool2 = Executors.newFixedThreadPool(5); //创建一个固定的线程池的大小
• ExecutorService threadPool3 = Executors.newCachedThreadPool(); //可伸缩的

//工具类 Executors 三大方法；
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {

        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();//单个线程
        ExecutorService threadPool2 = Executors.newFixedThreadPool(5); //创建一个固定的线程池的大小
        ExecutorService threadPool3 = Executors.newCachedThreadPool(); //可伸缩的

        //线程池用完必须要关闭线程池
        try {

            for (int i = 1; i <=100 ; i++) {
                //通过线程池创建线程
                threadPool.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " ok");
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

7大参数

源码分析

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

本质：三种方法都是开启的ThreadPoolExecutor

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,  //常驻核心线程数
                          int maximumPoolSize, //线程池能够容纳同时执行的最大线程数
                          long keepAliveTime,  //线程池中的线程空闲时间，超时了没有人调用就会释放
                          TimeUnit unit, //超时单位
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue, //阻塞队列
                          ThreadFactory threadFactory, //线程工厂 创建线程的 一般不用动
                          RejectedExecutionHandler handler //拒绝策略
                         ) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

阿里巴巴的Java操作手册中明确说明：对于Integer.MAX_VALUE初始值较大，所以一般情况我们要使用底层的ThreadPoolExecutor来创建线程池。

拒绝策略4种

new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();	//该拒绝策略为：银行满了，还有人进来，不处理这个人的，并抛出异常超出最大承载，就会抛出异常：队列容量大小+maxPoolSize
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();	//该拒绝策略为：哪来的去哪里 main线程进行处理
new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy();		//该拒绝策略为：队列满了,丢掉异常，不会抛出异常。
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy();	//该拒绝策略为：队列满了，尝试去和最早的进程竞争，不会抛出异常

小结和拓展

如何去设置线程池的最大大小如何去设置？

CPU密集型和IO密集型！

1、CPU密集型：电脑的核数是几核就选择几；选择maximunPoolSize的大小

我们可以使用代码来来获取逻辑处理器数量。

于是cpu密集型的写法如下：

2、I/O密集型：

在程序中有15个大型任务，io十分占用资源；I/O密集型就是判断我们程序中十分耗I/O的线程数量，大约是最大I/O数的一倍到两倍之间。

---

10 四大函数式接口

lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算

函数式接口：只有一个方法的接口

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}
//超级多的@FunctionalInterface
//简化编程模型，在新版本的框架底层大量应用
//foreach()的参数也是一个函数式接口，消费者类的函数式接口

10.1 Function函数型接口

/**
 * Function函数型接口
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Function<String,String> function = (str) ->{return str;};
        System.out.println(function.apply("starasdas"));
    }
}

10.2 Predicate断定型接口

/**
 * 断定型接口：有一个输入参数，返回值只能是 布尔值！
 */
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //判断字符串是否为空
        Predicate<String> predicate = (str)->{return str.isEmpty();};
        System.out.println(predicate.test("11"));
        System.out.println(predicate.test(""));
    }
}

10.3 Consummer 消费型接口

/**
 * 消费型接口 没有返回值！只有输入！
 */
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Consumer<String> consumer = (str)->{
            System.out.println(str);
        };
        consumer.accept("abc");
    }
}

10.4 Supplier供给型接口

/**
 * 供给型接口，只返回，不输入
 */
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<String> supplier = ()->{return "1024";};
        System.out.println(supplier.get());
    }
}

11 Stream流式计算

什么是Stream流式计算？

存储+计算！

存储：集合、MySQL

计算：流式计算~

链式编程

/**
要求：一分钟内完成，只能用一行代码
有5个用户，筛选：
	1、ID必须是偶数
	2、年龄必须大于23岁
	3、用户转为大写字母
	4、用户名字母倒着排序
	5、只输出一个用户
*/
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        User user1 = new User(1,"a",21);
        User user2 = new User(2,"b",22);
        User user3 = new User(3,"c",23);
        User user4 = new User(4,"d",24);
        User user5 = new User(5,"e",25);
        User user6 = new User(6,"f",26);
        List<User> list = Arrays.asList(user1, user2, user3, user4, user5, user6);
        //计算交给流，链式编程！！！！
        list.stream()
                .filter((u)->{ return u.getId()%2==0; })
                .filter((u)->{return u.getAge()>23;})
                .map((u)->{return u.getName().toUpperCase();})
                .sorted((uu1,uu2)->{
                    return uu2.compareTo(uu1);
                })
                .limit(1)
                .forEach(System.out::println);
    }
}

12 ForkJoin

什么是ForkJoin？

ForkJoin 在JDK1.7出现，并行执行任务！提高效率~。在大数据量速率会更快！

大数据中：MapReduce 核心思想->把大任务拆分为小任务！

ForkJoin 特点： 工作窃取！

实现原理是：双端队列！从上面和下面都可以去拿到任务进行执行！

如何使用ForkJoin?

• 1、通过ForkJoinPool来执行
• 2、计算任务 execute(ForkJoinTask<?> task)

• 3、计算类要去继承ForkJoinTask；

ForkJoin的计算类！

package com.ogj.forkjoin;

import java.util.concurrent.RecursiveTask;

public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {

    private long star;
    private long end;

    //临界值
    private long temp=1000000L;

    public ForkJoinDemo(long star, long end) {
        this.star = star;
        this.end = end;
    }

    /**
     * 计算方法
     * @return Long
     */
    @Override
    protected Long compute() {
        if((end-star)<temp){
            Long sum = 0L;
            for (Long i = star; i < end; i++) {
                sum+=i;
            }
//            System.out.println(sum);
            return sum;
        }else {
            //使用forkJoin 分而治之 计算
            //计算平均值
            long middle = (star+ end)/2;
            ForkJoinDemo forkJoinDemoTask1 = new ForkJoinDemo(star, middle);
            forkJoinDemoTask1.fork();  //拆分任务，把线程任务压入线程队列
            ForkJoinDemo forkJoinDemoTask2 = new ForkJoinDemo(middle, end);
            forkJoinDemoTask2.fork();  //拆分任务，把线程任务压入线程队列
            long taskSum = forkJoinDemoTask1.join() + forkJoinDemoTask2.join();
            return taskSum;
        }
    }
}

测试类！

package com.ogj.forkjoin;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.stream.LongStream;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        test1();
        test2();
        test3();
    }

    /**
     * 普通计算
     */
    public static void test1(){
        long star = System.currentTimeMillis();
        long sum = 0L;
        for (long i = 1; i < 20_0000_0000; i++) {
            sum+=i;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+"时间："+(end-star));
        System.out.println(sum);
    }

    /**
     * 使用ForkJoin
     */
    public static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {
        long star = System.currentTimeMillis();
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinDemo(0L, 20_0000_0000L);
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);
        Long aLong = submit.get();
        System.out.println(aLong);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+"时间："+(end-star));
    }


    /**
     * 使用Stream 并行流
     */
    public static void test3(){
        long star = System.currentTimeMillis();
        //Stream并行流()
        long sum = LongStream.range(0L, 20_0000_0000L).parallel().reduce(0, Long::sum);
        System.out.println(sum);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+"时间："+(end-star));
    }
}

.parallel().reduce(0, Long::sum)使用一个并行流去计算整个计算，提高效率。

13 异步回调

Future 设计的初衷：对将来的某个事件结果进行建模！

我们平时都使用CompletableFuture

1. 没有返回值的runAsync异步回调

   public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException 
   {
           // 发起 一个 请求
   
           System.out.println(System.currentTimeMillis());
           System.out.println("---------------------");
           CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(()->{
               //发起一个异步任务
               try {
                   TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
               System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".....");
           });
           System.out.println(System.currentTimeMillis());
           System.out.println("------------------------------");
           //输出执行结果
           System.out.println(future.get());  //获取执行结果
    }
   

2. 返回值的异步回调supplyAsync

   //有返回值的异步回调
   CompletableFuture<Integer> completableFuture=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
       System.out.println(Thread.currentThread().getName());
       try {
           TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
           int i=1/0;
       } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
       }
       return 1024;
   });
   System.out.println(completableFuture.whenComplete((t, u) -> {
       //success 回调
       System.out.println("t=>" + t); //正常的返回结果
       System.out.println("u=>" + u); //抛出异常的 错误信息
   }).exceptionally((e) -> {
       //error回调
       System.out.println(e.getMessage());
       return 404;
   }).get());
   

whenComplete: 有两个参数，一个是t 一个是u

T：是代表的 正常返回的结果；

U：是代表的 抛出异常的错误信息；

如果发生了异常，get可以获取到exceptionally返回的值；

14 JMM

请你谈谈你对Volatile 的理解

Volatile 是 Java 虚拟机提供 轻量级的同步机制

1、保证可见性
2、不保证原子性
3、禁止指令重排

什么是JMM？

JMM：JAVA内存模型，不存在的东西，是一个概念，也是一个约定！

关于JMM的一些同步的约定：

1、线程解锁前，必须把共享变量立刻刷回主存；

2、线程加锁前，必须读取主存中的最新值到工作内存中；

3、加锁和解锁是同一把锁；

线程中分为 工作内存、主内存

8种操作:

• Read（读取）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用；
• load（载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主存中变量放入工作内存中；
• Use（使用）：作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的变量传输给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值，就会使用到这个指令；
• assign（赋值）：作用于工作内存中的变量，它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中；
• store（存储）：作用于主内存中的变量，它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便后续的write使用；
• write（写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中；
• lock（锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为线程独占状态；
• unlock（解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定；

JMM对这8种操作给了相应的规定：

• 不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须write
• 不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存
• 不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
• 一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是对变量实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作
• 一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解锁
• 如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新load或assign操作初始化变量的值
• 如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
• 对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存

15 Volatile

1、保证可见性

public class JMMDemo01 {

    // 如果不加volatile 程序会死循环
    // 加了volatile是可以保证可见性的
    private volatile static Integer number = 0;

    public static void main(String[] args) {
        //main线程
        //子线程1
        new Thread(()->{
            while (number==0){
            }
        }).start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //子线程2
        new Thread(()->{
            while (number==0){
            }

        }).start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        number=1;
        System.out.println(number);
    }
}

2、不保证原子性

原子性：不可分割；

线程A在执行任务的时候，不能被打扰的，也不能被分割的，要么同时成功，要么同时失败。

/**
 * 不保证原子性
 * number <=2w
 * 
 
 */
public class VDemo02 {

    private static volatile int number = 0;

    public static void add(){
        number++; 
        //++ 不是一个原子性操作，是两个~3个操作
        //
    }

    public static void main(String[] args) {
        //理论上number  === 20000

        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 1; j <= 1000 ; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }

        while (Thread.activeCount()>2){
            //main  gc
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",num="+number);
    }
}

如果不加lock和synchronized ，怎么样保证原子性？

解决方法：使用JUC下的原子包下的class；

public class VDemo02 {

    private static volatile AtomicInteger number = new AtomicInteger();

    public static void add(){
//        number++;
        number.incrementAndGet();  //底层是CAS保证的原子性
    }

    public static void main(String[] args) {
        //理论上number  === 20000

        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 1; j <= 1000 ; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }

        while (Thread.activeCount()>2){
            //main  gc
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",num="+number);
    }
}

这些类的底层都直接和操作系统挂钩！是在内存中修改值。

Unsafe类是一个很特殊的存在；

原子类为什么这么高级？

3、禁止指令重排

什么是指令重排？

我们写的程序，计算机并不是按照我们自己写的那样去执行的

源代码–>编译器优化重排–>指令并行也可能会重排–>内存系统也会重排–>执行

处理器在进行指令重排的时候，会考虑数据之间的依赖性！

int x=1; //1
int y=2; //2
x=x+5;   //3
y=x*x;   //4

//我们期望的执行顺序是 1_2_3_4  可能执行的顺序会变成2134 1324
//可不可能是 4123？ 不可能的

可能造成的影响结果：前提：a b x y这四个值 默认都是0

线程A	线程B
x=a	y=b
b=1	a=2

正常的结果： x = 0; y =0;

线程A	线程B
x=a	y=b
b=1	a=2

可能在线程A中会出现，先执行b=1,然后再执行x=a；

在B线程中可能会出现，先执行a=2，然后执行y=b；

那么就有可能结果如下：x=2; y=1.

volatile可以避免指令重排：

volatile中会加一道内存的屏障，这个内存屏障可以保证在这个屏障中的指令顺序。

内存屏障：CPU指令。作用：

1、保证特定的操作的执行顺序；

2、可以保证某些变量的内存可见性（利用这些特性，就可以保证volatile实现的可见性）

总结

• volatile可以保证可见性；
• 不能保证原子性
• 由于内存屏障，可以保证避免指令重排的现象产生

面试官：那么你知道在哪里用这个内存屏障用得最多呢？单例模式

16 玩转单例模式

饿汉式、DCL懒汉式

饿汉式

/**
 * 饿汉式单例
 */
public class Hungry {

    /**
     * 可能会浪费空间
     */
    private byte[] data1=new byte[1024*1024];
    private byte[] data2=new byte[1024*1024];
    private byte[] data3=new byte[1024*1024];
    private byte[] data4=new byte[1024*1024];



    private Hungry(){

    }
    private final static Hungry hungry = new Hungry();

    public static Hungry getInstance(){
        return hungry;
    }

}

DCL懒汉式

//懒汉式单例模式
public class LazyMan {

    private static boolean key = false;

    private LazyMan(){
        synchronized (LazyMan.class){
            if (key==false){
                key=true;
            }
            else{
                throw new RuntimeException("不要试图使用反射破坏异常");
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
    }
    private volatile static LazyMan lazyMan;

    //双重检测锁模式 简称DCL懒汉式
    public static LazyMan getInstance(){
        //需要加锁
        if(lazyMan==null){
            synchronized (LazyMan.class){
                if(lazyMan==null){
                    lazyMan=new LazyMan();
                    /**
                     * 1、分配内存空间
                     * 2、执行构造方法，初始化对象
                     * 3、把这个对象指向这个空间
                     *
                     *  就有可能出现指令重排问题
                     *  比如执行的顺序是1 3 2 等
                     *  我们就可以添加volatile保证指令重排问题
                     */
                }
            }
        }
        return lazyMan;
    }
    //单线程下 是ok的
    //但是如果是并发的
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
        //Java中有反射
//        LazyMan instance = LazyMan.getInstance();
        Field key = LazyMan.class.getDeclaredField("key");
        key.setAccessible(true);
        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);
        declaredConstructor.setAccessible(true); //无视了私有的构造器
        LazyMan lazyMan1 = declaredConstructor.newInstance();
        key.set(lazyMan1,false);
        LazyMan instance = declaredConstructor.newInstance();

        System.out.println(instance);
        System.out.println(lazyMan1);
        System.out.println(instance == lazyMan1);
    }
}

静态内部类

//静态内部类
public class Holder {
    private Holder(){

    }
    public static Holder getInstance(){
        return InnerClass.holder;
    }
    public static class InnerClass{
        private static final Holder holder = new Holder();
    }
}

枚举

//enum 是什么？ enum本身就是一个Class 类
public enum EnumSingle {
    INSTANCE;
    public EnumSingle getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

class Test{
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        EnumSingle instance1 = EnumSingle.INSTANCE;
        Constructor<EnumSingle> declaredConstructor = EnumSingle.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        //java.lang.NoSuchMethodException: com.ogj.single.EnumSingle.<init>()

        EnumSingle instance2 = declaredConstructor.newInstance();
        System.out.println(instance1);
        System.out.println(instance2);
    }
}

使用枚举，我们就可以防止反射破坏了。

枚举类型使用JAD最终反编译后源码：

如果我们看idea 的文件：会发现idea骗了我们，居然告诉我们是有有参构造的，我们使用jad进行反编译。

public final class EnumSingle extends Enum
{

    public static EnumSingle[] values()
    {
        return (EnumSingle[])$VALUES.clone();
    }

    public static EnumSingle valueOf(String name)
    {
        return (EnumSingle)Enum.valueOf(com/ogj/single/EnumSingle, name);
    }

    private EnumSingle(String s, int i)
    {
        super(s, i);
    }

    public EnumSingle getInstance()
    {
        return INSTANCE;
    }

    public static final EnumSingle INSTANCE;
    private static final EnumSingle $VALUES[];

    static 
    {
        INSTANCE = new EnumSingle("INSTANCE", 0);
        $VALUES = (new EnumSingle[] {
            INSTANCE
        });
    }
}

17 深入理解CAS

public class casDemo {
    //CAS : compareAndSet 比较并交换
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);

        //boolean compareAndSet(int expect, int update)
        //期望值、更新值
        //如果实际值 和 我的期望值相同，那么就更新
        //如果实际值 和 我的期望值不同，那么就不更新
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());

        //因为期望值是2020  实际值却变成了2021  所以会修改失败
        //CAS 是CPU的并发原语
        atomicInteger.getAndIncrement(); //++操作
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());
    }
}

Unsafe类

总结：

CAS：比较当前工作内存中的值 和 主内存中的值，如果这个值是期望的，那么则执行操作！如果不是就一直循环，使用的是自旋锁。

缺点：

• 循环会耗时；
• 一次性只能保证一个共享变量的原子性；
• 它会存在ABA问题

CAS：ABA问题？(狸猫换太子)

线程1：期望值是1，要变成2；

线程2：两个操作：

• 1、期望值是1，变成3
• 2、期望是3，变成1

所以对于线程1来说，A的值还是1，所以就出现了问题，骗过了线程1；

public class casDemo {
    //CAS : compareAndSet 比较并交换
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);

        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());

        //boolean compareAndSet(int expect, int update)
        //期望值、更新值
        //如果实际值 和 我的期望值相同，那么就更新
        //如果实际值 和 我的期望值不同，那么就不更新
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2020));
        System.out.println(atomicInteger.get());

        //因为期望值是2020  实际值却变成了2021  所以会修改失败
        //CAS 是CPU的并发原语
//        atomicInteger.getAndIncrement(); //++操作
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());
    }
}

18 原子引用

解决ABA问题，对应的思想：就是使用了乐观锁~

带版本号的 原子操作！

Integer 使用了对象缓存机制，默认范围是-128~127，推荐使用静态工厂方法valueOf获取对象实例，而不是new，因为valueOf使用缓存，而new一定会创建新的对象分配新的内存空间。

所以如果遇到，使用大于128的时候，使用原子引用的时候，如果超过了这个值，那么就不会进行版本上升！

那么如果我们使用小于128的时候：

正常业务操作中，我们一般使用的是一个个对象，一般情况不会遇到这种情况。

19 各种锁的理解

19.1 公平锁、非公平锁

公平锁：非常公平；不能插队的，必须先来后到；

/**
 * Creates an instance of {@code ReentrantLock}.
 * This is equivalent to using {@code ReentrantLock(false)}.
 */
public ReentrantLock() {
    sync = new NonfairSync();
}

非公平锁：非常不公平，允许插队的，可以改变顺序。

/**
 * Creates an instance of {@code ReentrantLock} with the
 * given fairness policy.
 *
 * @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy
 */
public ReentrantLock(boolean fair) {
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}

19.2 可重入锁

可重入锁(递归锁)

Synchronized锁

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"B").start();
    }

}

class Phone{
    public synchronized void sms(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=> sms");
        call();//这里也有一把锁
    }
    public synchronized void call(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=> call");
    }
}

lock锁

//lock
public class Demo02 {

    public static void main(String[] args) {
        Phone2 phone = new Phone2();
        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"B").start();
    }

}
class Phone2{

    Lock lock=new ReentrantLock();

    public void sms(){
        lock.lock(); //细节：这个是两把锁，两个钥匙
        //lock锁必须配对，否则就会死锁在里面
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=> sms");
            call();//这里也有一把锁
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void call(){
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> call");
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

• lock锁必须配对，相当于lock和 unlock 必须数量相同；
• 在外面加的锁，也可以在里面解锁；在里面加的锁，在外面也可以解锁；

19.3 自旋锁

spinlock

public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
    int var5;
    do {
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
    } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
    return var5;
}

自我设计自旋锁：

public class SpinlockDemo {

    //int 0
    //thread null
    AtomicReference<Thread> atomicReference=new AtomicReference<>();

    //加锁
    public void myLock(){
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(thread.getName()+"===> mylock");

        //自旋锁
        while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ==> 自旋中~");
        }
    }


    //解锁
    public void myunlock(){
        Thread thread=Thread.currentThread();
        System.out.println(thread.getName()+"===> myUnlock");
        atomicReference.compareAndSet(thread,null);
    }

}

public class TestSpinLock {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
        reentrantLock.lock();
        reentrantLock.unlock();


        //使用CAS实现自旋锁
        SpinlockDemo spinlockDemo=new SpinlockDemo();
        new Thread(()->{
            spinlockDemo.myLock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                spinlockDemo.myunlock();
            }
        },"t1").start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);


        new Thread(()->{
            spinlockDemo.myLock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                spinlockDemo.myunlock();
            }
        },"t2").start();
    }
}

运行结果：

t2进程必须等待t1进程Unlock后，才能Unlock，在这之前进行自旋等待。。。。

19.4 死锁

死锁测试，怎么排除死锁：

package com.ogj.lock;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        String lockA= "lockA";
        String lockB= "lockB";

        new Thread(new MyThread(lockA,lockB),"t1").start();
        new Thread(new MyThread(lockB,lockA),"t2").start();
    }
}

class MyThread implements Runnable{

    private String lockA;
    private String lockB;

    public MyThread(String lockA, String lockB) {
        this.lockA = lockA;
        this.lockB = lockB;
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (lockA){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" lock"+lockA+"===>get"+lockB);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (lockB){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" lock"+lockB+"===>get"+lockA);
            }
        }
    }
}

解决问题

1、使用jps定位进程号，jdk的bin目录下： 有一个jps

命令：jps -l

2、使用jstack 进程进程号 找到死锁信息

一般情况信息在最后：

面试，工作中！排查问题！

1、日志

2、堆栈信息

---

参考资料：

https://blog.youkuaiyun.com/qq_41617848/article/details/107619810

ock = new ReentrantLock();
reentrantLock.lock();
reentrantLock.unlock();

    //使用CAS实现自旋锁
    SpinlockDemo spinlockDemo=new SpinlockDemo();
    new Thread(()->{
        spinlockDemo.myLock();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            spinlockDemo.myunlock();
        }
    },"t1").start();

    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);


    new Thread(()->{
        spinlockDemo.myLock();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            spinlockDemo.myunlock();
        }
    },"t2").start();
}

}

运行结果：

**t2进程必须等待t1进程Unlock后，才能Unlock，在这之前进行自旋等待。。。。**

[外链图片转存中...(img-EaEnZGD3-1617175593119)]

## 19.4 死锁

死锁测试，怎么排除死锁：

```java
package com.ogj.lock;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        String lockA= "lockA";
        String lockB= "lockB";

        new Thread(new MyThread(lockA,lockB),"t1").start();
        new Thread(new MyThread(lockB,lockA),"t2").start();
    }
}

class MyThread implements Runnable{

    private String lockA;
    private String lockB;

    public MyThread(String lockA, String lockB) {
        this.lockA = lockA;
        this.lockB = lockB;
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (lockA){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" lock"+lockA+"===>get"+lockB);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (lockB){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" lock"+lockB+"===>get"+lockA);
            }
        }
    }
}

解决问题

1、使用jps定位进程号，jdk的bin目录下： 有一个jps

命令：jps -l

[外链图片转存中…(img-KALAOYyP-1617175593121)]

2、使用jstack 进程进程号 找到死锁信息

[外链图片转存中…(img-b8XcRpJW-1617175593123)]

一般情况信息在最后：

[外链图片转存中…(img-bgN7aX9F-1617175593125)]

面试，工作中！排查问题！

1、日志

2、堆栈信息

---

参考资料：

https://blog.youkuaiyun.com/qq_41617848/article/details/107619810

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