多线程（二）

JDK5—Lock

  虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，
  为了更清晰的表达如何加锁和释放锁,JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock。

  Lock：
        void lock()： 获取锁。
        void unlock():释放锁。  
  ReentrantLock是Lock的实现类。

package cn.itcast_01;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class SellTicket implements Runnable {

    // 定义票
    private int tickets = 100;

    // 定义锁对象
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                // 加锁
                lock.lock();
                if (tickets > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                            + "正在出售第" + (tickets--) + "张票");
                }
            } finally {
                // 释放锁
                lock.unlock();
            }
        }
    }

}

package cn.itcast_01;

public class SellTicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建资源对象
        SellTicket st = new SellTicket();

        // 创建三个窗口
        Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
        Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
        Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");

        // 启动线程
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

死锁问题

  同步的弊端：
        A:效率低
        B:容易产生死锁

  死锁：
        两个或两个以上的线程在争夺资源的过程中，发生的一种相互等待的现象。

  举例：
        中国人，美国人吃饭案例。
        正常情况：
            中国人:筷子两支
            美国人:刀和叉
        现在：
            中国人：筷子1支，刀一把
            美国人：筷子1支，叉一把

package cn.itcast_02;

public class MyLock {
    // 创建两把锁对象
    public static final Object objA = new Object();
    public static final Object objB = new Object();
}

package cn.itcast_02;

public class DieLock extends Thread {

    private boolean flag;

    public DieLock(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

    @Override
    public void run() {
        if (flag) {
            synchronized (MyLock.objA) {
                System.out.println("if objA");
                synchronized (MyLock.objB) {
                    System.out.println("if objB");
                }
            }
        } else {
            synchronized (MyLock.objB) {
                System.out.println("else objB");
                synchronized (MyLock.objA) {
                    System.out.println("else objA");
                }
            }
        }
    }
}

package cn.itcast_02;

public class DieLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        DieLock dl1 = new DieLock(true);
        DieLock dl2 = new DieLock(false);

        dl1.start();
        dl2.start();
    }
}

线程通信

  分析：
        资源类：Student 
        设置学生数据:SetThread(生产者)
        获取学生数据：GetThread(消费者)
        测试类:StudentDemo

  问题1：按照思路写代码，发现数据每次都是:null---0
      原因：我们在每个线程中都创建了新的资源,而我们要求的时候设置和获取线程的资源应该是同一个
      如何实现呢?
            在外界把这个数据创建出来，通过构造方法传递给其他的类。

  问题2：为了数据的效果好一些，我加入了循环和判断，给出不同的值,这个时候产生了新的问题
        A:同一个数据出现多次
        B:姓名和年龄不匹配
      原因：
            A:同一个数据出现多次
                CPU的一点点时间片的执行权，就足够你执行很多次。
            B:姓名和年龄不匹配
                线程运行的随机性
  线程安全问题：
        A:是否是多线程环境      是
        B:是否有共享数据       是
        C:是否有多条语句操作共享数据 是
  解决方案：
        加锁。
        注意：
            A:不同种类的线程都要加锁。
            B:不同种类的线程加的锁必须是同一把。

package cn.itcast_04;

public class Student {
    String name;
    int age;
}

package cn.itcast_04;

public class SetThread implements Runnable {

    private Student s;
    private int x = 0;

    public SetThread(Student s) {
        this.s = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (s) {
                if (x % 2 == 0) {
                    s.name = "林青霞";//刚走到这里，就被别人抢到了执行权
                    s.age = 27;
                } else {
                    s.name = "刘意"; //刚走到这里，就被别人抢到了执行权
                    s.age = 30;
                }
                x++;
            }
        }
    }
}

package cn.itcast_04;

public class GetThread implements Runnable {
    private Student s;

    public GetThread(Student s) {
        this.s = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (s) {
                System.out.println(s.name + "---" + s.age);
            }
        }
    }
}

package cn.itcast_04;

public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建资源
        Student s = new Student();

        //设置和获取的类
        SetThread st = new SetThread(s);
        GetThread gt = new GetThread(s);

        //线程类
        Thread t1 = new Thread(st);
        Thread t2 = new Thread(gt);

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

等待唤醒机制

  问题3:虽然数据安全了，但是呢，一次一大片不好看，我就想依次的一次一个输出。
  如何实现呢?
        通过Java提供的等待唤醒机制解决。

  等待唤醒：
        Object类中提供了三个方法：
            wait():等待
            notify():唤醒单个线程
            notifyAll():唤醒所有线程
        为什么这些方法不定义在Thread类中呢?
            这些方法的调用必须通过锁对象调用，而我们刚才使用的锁对象是任意锁对象。
            所以，这些方法必须定义在Object类中。

package cn.itcast_05;

public class Student {
    String name;
    int age;
    boolean flag; // 默认情况是没有数据，如果是true，说明有数据
}

package cn.itcast_05;

public class SetThread implements Runnable {

    private Student s;
    private int x = 0;

    public SetThread(Student s) {
        this.s = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (s) {
                //判断有没有
                if(s.flag){
                    try {
                        s.wait(); //t1等着，释放锁
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

                if (x % 2 == 0) {
                    s.name = "林青霞";
                    s.age = 27;
                } else {
                    s.name = "刘意";
                    s.age = 30;
                }
                x++; //x=1

                //修改标记
                s.flag = true;
                //唤醒线程
                s.notify(); //唤醒t2,唤醒并不表示你立马可以执行，必须还得抢CPU的执行权。
            }
            //t1有，或者t2有
        }
    }
}

package cn.itcast_05;

public class GetThread implements Runnable {
    private Student s;

    public GetThread(Student s) {
        this.s = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (s) {
                if(!s.flag){
                    try {
                        s.wait(); //t2就等待了。立即释放锁。将来醒过来的时候，是从这里醒过来的时候
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

                System.out.println(s.name + "---" + s.age);
                //林青霞---27
                //刘意---30

                //修改标记
                s.flag = false;
                //唤醒线程
                s.notify(); //唤醒t1
            }
        }
    }
}

package cn.itcast_05;
public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建资源
        Student s = new Student();

        //设置和获取的类
        SetThread st = new SetThread(s);
        GetThread gt = new GetThread(s);

        //线程类
        Thread t1 = new Thread(st);
        Thread t2 = new Thread(gt);

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

线程状态转换图

线程组

  线程类里面的方法：public final ThreadGroup getThreadGroup()
  线程组： 把多个线程组合到一起。
          它可以对一批线程进行分类管理，Java允许程序直接对线程组进行控制。
    ThreadGroup(String name)
    Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)
    public final String getName()

package cn.itcast_06;

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int x = 0; x < 100; x++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);
        }
    }

}

package cn.itcast_06;

public class ThreadGroupDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // method1();

        // 我们如何修改线程所在的组呢?
        // 创建一个线程组
        // 创建其他线程的时候，把其他线程的组指定为我们自己新建线程组
        method2();

        // t1.start();
        // t2.start();
    }

    private static void method2() {
        // ThreadGroup(String name)
        ThreadGroup tg = new ThreadGroup("这是一个新的组");

        MyRunnable my = new MyRunnable();
        // Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)
        Thread t1 = new Thread(tg, my, "林青霞");
        Thread t2 = new Thread(tg, my, "刘意");

        System.out.println(t1.getThreadGroup().getName());
        System.out.println(t2.getThreadGroup().getName());

        //通过组名称设置后台线程，表示该组的线程都是后台线程
        tg.setDaemon(true);
    }

    private static void method1() {
        MyRunnable my = new MyRunnable();
        Thread t1 = new Thread(my, "林青霞");
        Thread t2 = new Thread(my, "刘意");
        // 我不知道他们属于那个线程组,我想知道，怎么办
        // 线程类里面的方法：public final ThreadGroup getThreadGroup()
        ThreadGroup tg1 = t1.getThreadGroup();
        ThreadGroup tg2 = t2.getThreadGroup();
        // 线程组里面的方法：public final String getName()
        String name1 = tg1.getName();
        String name2 = tg2.getName();
        System.out.println(name1);
        System.out.println(name2);
        // 通过结果我们知道了：线程默认情况下属于main线程组
        // 通过下面的测试，你应该能够看到，默任情况下，所有的线程都属于同一个组
        System.out.println(Thread.currentThread().getThreadGroup().getName());
    }
}

最终版代码

package cn.itcast_07;

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    private boolean flag; // 默认情况是没有数据，如果是true，说明有数据

    public synchronized void set(String name, int age) {
        // 如果有数据，就等待
        if (this.flag) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        // 设置数据
        this.name = name;
        this.age = age;

        // 修改标记
        this.flag = true;
        this.notify();
    }

    public synchronized void get() {
        // 如果没有数据，就等待
        if (!this.flag) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        // 获取数据
        System.out.println(this.name + "---" + this.age);

        // 修改标记
        this.flag = false;
        this.notify();
    }
}

package cn.itcast_07;

public class SetThread implements Runnable {

    private Student s;
    private int x = 0;

    public SetThread(Student s) {
        this.s = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (x % 2 == 0) {
                s.set("林青霞", 27);
            } else {
                s.set("刘意", 30);
            }
            x++;
        }
    }
}

package cn.itcast_07;

public class GetThread implements Runnable {
    private Student s;

    public GetThread(Student s) {
        this.s = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            s.get();
        }
    }
}

public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建资源
        Student s = new Student();

        //设置和获取的类
        SetThread st = new SetThread(s);
        GetThread gt = new GetThread(s);

        //线程类
        Thread t1 = new Thread(st);
        Thread t2 = new Thread(gt);

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}