java多线程学习-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_43607736/article/details/115581869

Java.Thread

核心概念

线程就是独立的执行路径;
在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程;
main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序;
在一个进程中，如果开辟了多个线程,线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能认为的干预的。
对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制;
线程会带来额外的开销，如cpu调度时间，并发控制开销。
每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

Thread类使用：
1. 自定义线程类继承Thread类
2. 重写run()方法，编写线程执行体
3. 创建线程对象，调用start()方法启动线程
  线程不一定立即执行，CPU安排调度

//创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start开启线程
public class TestThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("哒哒哒" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程，主线程

        //创建一个线程对象
        TestThread testThread = new TestThread();
        //调用start()方法开启线程
        testThread.start();
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("啦啦啦" + i);
        }
    }
}

Runnable接口使用：
1. 定义MyRunnable类实现Runnable接口
2. 实现run()方法，编写线程执行体
3. 创建线程对象，调用start()方法启动线程

//创建线程方式2：实现runnable接口，重写run方法，执行线程需要丢入runnable接口实现类，调用start方法
public class TestThread2 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("哒哒哒" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建Runnable接口的实现类对象
        TestThread2 testThread2 = new TestThread2();
        //创建线程对象，通过线程对象来开启线程，代理
        /*Thread thread=new Thread(testThread2);
        thread.start();*/
        new Thread(testThread2).start();

        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("啦啦啦" + i);
        }
    }
}

小结：

继承Thread类：
1. 子类继承Thread类具备多线程能力
2. 启动线程:子类对象.start()
3. 不建议使用:避免OOP单继承局限性
实现Runnable接口
1. 实现接口Runnable具有多线程能力
2. 启动线程:传入目标对象+Thread对象.start()
3. 推荐使用:避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

public class TestThread3 implements Runnable {
    //票数
    private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (ticketNums <= 0) {
                break;
            }
            try {
                //模拟延迟
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->拿到了第" + ticketNums-- + "票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
        new Thread(testThread3, "小明").start();
        new Thread(testThread3, "老师").start();
        new Thread(testThread3, "黄牛").start();
    }
}

龟兔赛跑

首先来个赛道距离，然后要离终点越来越近
判断比赛是否结束
打印出胜利者
龟兔赛跑开始
故事中是乌龟赢的，兔子需要睡觉，所以我们来模拟兔子睡觉
终于，乌龟赢得比赛

public class Race implements Runnable {
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            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);
            //结束，停止
            if (flag) {
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->跑了" + i + "步");
        }
    }

    private boolean gameOver(int steps) {
        if (winner != null) {
            return true;
        }
        if (steps >= 100) {
            winner = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println("winner is " + winner);
            return true;
        }
        return false;
    }

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

实现Callable接口

实现Callable接口，需要返回值类型
重写call方法，需要抛出异常
创建目标对象
创建执行服务:ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
提交执行:Future result1= ser.submit(t1);
获取结果: boolean r1 = result1.get();
关闭服务: ser.shutdownNow();

好处：可以定义返回值，可以抛出异常

//线程创建方式三：实现callable接口
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    //好处：可以定义返回值，可以抛出异常
    public Boolean call(){
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("哒哒哒" + i);
        }
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建线程方法1
        /*FutureTask<Boolean> futureTask = new FutureTask<Boolean>(new TestCallable());
        new Thread(futureTask).start();
        try {
            Boolean aBoolean = futureTask.get();
            System.out.println(aBoolean);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }*/
        //创建线程方法2
        TestCallable t1 = new TestCallable();
        TestCallable t2 = new TestCallable();
        TestCallable t3 = new TestCallable();
        //创建执行服务
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
        //提交执行
        Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);
        Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);
        Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);
        //获取结果
        try {
            boolean rs1 = r1.get();
            boolean rs2 = r2.get();
            boolean rs3 = r3.get();
            System.out.println(rs1);
            System.out.println(rs2);
            System.out.println(rs3);
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭服务
            ser.shutdownNow();
        }
    }
}

静态代理

真实对象和代理对象都要实现同一个接口
代理对象要代理真实角色
好处：代理对象可以做很多真实对象做不了的事情，真实对象专注做自己的事情

public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
        weddingCompany.HappyMarry();
    }
}

interface Marry {
    void HappyMarry();
}

//真实角色，你去结婚
class You implements Marry {
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("阿巴阿巴");
    }
}

//代理角色，帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry {

    //真实目标角色
    private Marry target;

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

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

    public void before()
    {
        System.out.println("布置现场");
    }

    public void after()
    {
        System.out.println("收拾现场");
    }
}

静态代理与多线程的关系

Thread类代理了真实的Runnable接口，调用start方法，它们有共同的run方法，实际执行的是Runnable中的run方法方法体

new Thread(() -> System.out.println("喵喵喵")).start();
new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();

Lamda表达式

为什么要使用lambda表达式
1. 避免匿名内部类定义过多
2. 可以让你的代码看起来很简洁
3. 去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑。
理解Functional Interface(函数式接口)是学习Java8 lambda表达式的
关键所在。
函数式接口的定义:
- 函数式接口就是一个有且仅有一个抽象方法，但是可以有多个非抽象方法的接口
- 所有接口的方法都是抽象方法，因为不能具体实现
```
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}
```
- 对于函数式接口，我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象。
推导lambda表达式(懒惰的递进)

public class TestLambda {
    //3. 静态内部类
    static class Like2 implements ILike {
        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("i like lambda2");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ILike like = new Like();
        like.lambda();
        like = new Like2();
        like.lambda();
        //4. 局部内部类
        class Like3 implements ILike {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda3");
            }
        }
        like = new Like3();
        like.lambda();
        //5. 匿名内部类，没有类的名称，必须借助接口或者父类
        like = new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda4");
            }
        };
        like.lambda();
        //6. 用lambda简化
        like = () -> {
            System.out.println("i like lambda5");
        };
        like.lambda();
    }
}

//1. 定义一个函数式接口
interface ILike {
    void lambda();
}

//2. 实现类
class Like implements ILike {
    public void lambda() {
        System.out.println("i like lambda");
    }
}

Lambda表达式简化

public class TestLambda2 {

    public static void main(String[] args) {
        /*ILove love = (int a) -> {
            System.out.println("I love you " + a);
        };*/
        //简化1. 去掉参数类型
        /*ILove love = (a) -> {
            System.out.println("I love you " + a);
        };*/
        //简化2. 简化括号
        /*ILove love = a -> {
            System.out.println("I love you " + a);
        };*/
        //简化3. 去掉花括号
        ILove love = a -> System.out.println("I love you " + a);
        love.lambda(520);
    }
}

interface ILove {
    void lambda(int a);
}

总结：
1. lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化掉花括号，如果有多行代码，就用代码块包裹
2. 前提是接口是函数式接口
3. 多个参数也可以去掉参数类型，但要去掉就全都去掉，必须加上括号

线程状态

五大状态：

创建状态：Thread t = new Thread()线程对象一旦创建就进入到了新生状态
就绪状态：当调用start()方法，线程立即进入就绪状态，但不意味着立即调度执行
阻塞状态：当调用sleep，wait或同步锁定时，线程进入阻塞状态，解除后重新进入就绪状态，等待cpu调度执行
运行状态：进入运行状态，线程才真正执行线程体的代码块
死亡状态：线程中断或者结束，一旦进入死亡状态，就不能再此启动

线程方法

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，从运行状态回到就绪状态，重新与就绪线程抢夺时间片
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

停止线程

不推荐使用JDK提供的stop()、destroy()方法。【已废弃】
推荐线程自己停止下来
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。

public class TestStop implements Runnable {
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (flag) {
            System.out.println("run...Thread" + i++);
        }
    }

    public void stop() {
        this.flag = false;
    }

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

线程休眠

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
每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁
模拟网络延迟：放大问题的发生性

线程礼让

礼让线程，让当前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!看CPU心情

public class TestYield implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始执行");
        Thread.yield();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程停止执行");
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestYield myYield = new TestYield();
        new Thread(myYield, "A").start();
        new Thread(myYield, "B").start();
    }
}

Join插队

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

public class TestJoin implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            System.out.println("线程VIP来了" + i);
        }
    }

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

线程状态观测

Thread.State
线程状态。线程可以处于以下状态之一：
- 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。这些状态是不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态。

public class TestState {
    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("//");
        });

        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);

        //观察启动后
        thread.start();//启动线程
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);
        while (state != Thread.State.TERMINATED) {//只要线程不终止，就一直输出状态
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            state = thread.getState();
            System.out.println(state);
        }

    }
}

线程优先级

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.
Thread.NORM_PRIORITY = 5;
使用该方式改变或获取优先级：getPriority().setPriority(int xxx);
线程优先级并不一定决定线程的运行顺序，只是增加概率，一切看cpu心情

public class TestPriority implements Runnable {

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

    public static void main(String[] args) {
        //主线程默认优先级
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + Thread.currentThread().getPriority());
        TestPriority testPriority = new TestPriority();
        Thread thread1 = new Thread(testPriority);
        Thread thread2 = new Thread(testPriority);
        Thread thread3 = new Thread(testPriority);
        Thread thread4 = new Thread(testPriority);
        Thread thread5 = new Thread(testPriority);
        //先设置优先级，在启动
        thread1.start();
        thread2.setPriority(1);
        thread2.start();
        thread3.setPriority(4);
        thread3.start();
        thread4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        thread4.start();
        thread5.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
        thread5.start();
    }
}

守护(daemon)线程

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…

public class TestDaemon {

    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        YouYou youYou = new YouYou();
        Thread thread = new Thread(god);
        thread.setDaemon(true);//默认是false，表示是用户线程，正常的线程都是用户线程
        thread.start();//上帝守护线程启动
        new Thread(youYou).start();//你 用户线程启动
    }
}

class God implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            System.out.println("上帝还在");
        }
    }
}

class YouYou implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 365; i++) {
            System.out.println("活着");
        }
        System.out.println("挂了");
    }
}

线程同步

多个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
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:
- 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起
- 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
- 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
不安全案例1

public class TestSyn {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();
        new Thread(station, "我").start();
        new Thread(station, "你").start();
        new Thread(station, "黄牛").start();
    }

}

class BuyTicket implements Runnable {

    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
            buy();
        }
    }

    private void buy() {
        //判断是否有票
        if (ticketNums <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticketNums--);
    }
}

不安全案例2

public class TestSyn2 {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(100,"结婚基金");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"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
class Drawing extends Thread {
    Account account;//账户
    int drawingMoney;//取了多少钱
    int nowMoney;//现在有多少钱

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //钱不够
        if (account.money - drawingMoney < 0) {
            System.out.println("钱不够");
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //卡内余额 = 余额 - 你取的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
        System.out.println(account.name + " 余额为：" + account.money);
        //this.getName() = Thread.currentThread().getName()
        System.out.println(this.getName() + "手里的钱：" + nowMoney);
    }
}

不安全案例3（不安全的集合）

public class TestSyn3 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                //可能会多个线程同时写入同一个区域，导致覆盖
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

同步方法

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，它包括两种用法：sychronized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
方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多，浪费资源

非静态同步方法：

所有的非静态同步方法用的都是同一把锁——实例对象本身，也就是说如果一个实例对象的非静态同步方法获取锁后，该实例对象的其他非静态同步方法必须等待获取锁的方法释放锁后才能获取锁，可是别的实例对象的非静态同步方法因为跟该实例对象的非静态同步方法用的是不同的锁，所以毋须等待该实例对象已获取锁的非静态同步方法释放锁就可以获取他们自己的锁。
例如

public class test implements Runnable{
    public static void main(String[] args) {
        test t = new test();
        new Thread(t).start();
        new Thread(t).start();
        t.B();
    }
    //B方法的synchronized去掉与不去结果不同
    public synchronized void B() {
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("222");
    }

    @Override
    public synchronized void run() {
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("111");
    }
}

例子1

public class TestSyn {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();
        new Thread(station, "我").start();
        new Thread(station, "你").start();
        new Thread(station, "黄牛").start();
    }

}

class BuyTicket implements Runnable {

    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            buy();
        }
    }

    //synchronized 同步方法，锁的是this当前对象(方法调用者)
    private synchronized void buy() {
        //判断是否有票
        if (ticketNums <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticketNums--);
    }
}

同步块

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，或者是class
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
- 对于普通同步方法，锁是当前实例对象。如果有多个实例，那么锁对象必然不同无法实现同步。
- 对于普通同步方法：锁是当前实例对象。
- 对于同步方法块：锁是synchonized括号里配置的对象。

静态同步方法

对于静态同步方法：锁是当前类的Class对象

要同步静态方法，需要一个用于整个类对象的锁，这个对象是就是这个类（XXX.class)。例如：

public static synchronized int setName(String name) {
    Xxx.name = name;
}

等价于

public static int setName(String name) {
    synchronized(Xxx.class) {
        Xxx.name = name;
    }
}

所有的静态同步方法用的也是同一把锁——类对象本身，这两把锁是两个不同的对象，所以静态同步方法与非静态同步方法之间是不会有竞态条件的。但是一旦一个静态同步方法获取锁后，其他的静态同步方法都必须等待该方法释放锁后才能获取锁，而不管是同一个实例对象的静态同步方法之间，还是不同的实例对象的静态同步方法之间，只要它们是同一个类的实例对象
例子2

public class TestSyn2 {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(1000, "结婚基金");
        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account, 100, "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
class Drawing extends Thread {
    Account account;//账户
    int drawingMoney;//取了多少钱
    int nowMoney;//现在有多少钱

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //锁的对象就是同时操作的对象，需要增删改的对象
        synchronized (account) {
            //钱不够
            if (account.money - drawingMoney < 0) {
                System.out.println("钱不够");
                return;
            }
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //卡内余额 = 余额 - 你取的钱
            account.money = account.money - drawingMoney;
            //你手里的钱
            nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
            System.out.println(account.name + " 余额为：" + account.money);
            //this.getName() == Thread.currentThread().getName()
            System.out.println(this.getName() + "手里的钱：" + nowMoney);
        }
    }
}

例子3

public class TestSyn3 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() -> {
                synchronized (list) {
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList集合自带锁

public class TestJUC {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

死锁

产生死锁的四个必要条件：
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，在末使用完之前，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。

//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 {

    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");
                }
            }
        }
    }
}

Lock锁

从JDK 5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制——通过显式定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当
java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象
ReentrantLock类实现了Lock，是可重入锁，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显式加锁、释放锁。

synchronized与Lock的对比

Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁）synchronized是隐式锁，出了入作用域自动释放
Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
使用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）
优先使用顺序:
- 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）

线程协作

应用场景∶生产者和消费者问题
- 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，直到仓库中再次放入产品为止
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，优先级别高的线程优先调度

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，又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)

解决方式1

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

public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer synContainer = new SynContainer();
        new Producer(synContainer).start();
        new Consumer(synContainer).start();
    }
}

class Producer extends Thread {
    SynContainer container;

    public Producer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Chicken(i));
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

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++) {
            container.pop(i);
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

//产品
class Chicken {
    int id;

    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer {
    //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，就等待消费者消费
        if (count == chickens.length) {
            //通知消费者，生产者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果没满，就丢入产品
        chickens[count] = chicken;
        System.out.println("生产了第" + (chicken.id + 1) + "只鸡");
        count++;
        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者取出产品
    public synchronized void pop(int i) {
        //判断能否消费
        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
        System.out.println("消费了第" + (i + 1) + "只鸡");
        count--;
        //通知生产者生产
        this.notifyAll();
    }
}

解决方式2

并发协作模型“生产者 / 消费者模式” —>信号灯法（信号量）
实质上就是缓冲区长度length为1的管程法

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");
            } else {
                this.tv.play("广告");
            }
        }
    }
}

//消费者-->观众
class Watcher extends Thread {
    TV tv = new TV();

    public Watcher(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            this.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();//通知观众
        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("观众观看了：" + voice);
        this.notifyAll();//通知演员
        this.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。类似生活中的公共交通工具。
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
JDK 5.0起提供了线程池相关API：ExecutorService和Executors
ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
- void execute(Runnable command)：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
- Future submit(Callable task)：执行任务，有返回值，一般用来执行Callable
- void shutdown()：关闭连接池
Executors：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
回顾Callable接口创建线程

public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建服务，创建线程池
        //newFixedThreadPool 参数为：线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //submit和execute的区别是一个有返回值一个没有，都是执行线程池中的任务
        //service.submit(new MyThread());
        //执行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        //2.关闭
        service.shutdown();
    }
}

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