多线程基础

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分类专栏： java 文章标签： jvm java

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java 专栏收录该内容

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本文介绍了多线程的基础知识，包括线程与进程的区别、线程的创建（通过Thread、Runnable、Callable接口）、线程状态、线程同步（synchronized、Lock）、线程通信、线程池以及Java 8的Lambda表达式在多线程中的应用。重点讨论了线程的生命周期、同步控制、线程安全问题以及如何避免死锁，最后提到了线程池的使用和优势。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

多线程

线程简介
- Process与Thread
  - 说起进程,就不得不说下程序.程序是指令和数据的有序集合,其本身没有任何运行的含义,是一个静态的概念.
  - 而进程则是执行程序一次执行过程,它是一个动态的概念.系统资源分配的单位
  - 通常在一个进程中可以包含若干个线程,当然一个进程中至少一个线程,不然没有存在的意义.线程是CPU调度和执行的单位.
  - 注意:很多多线程是模拟出来的,真正的多线程是指多个cpu,即多核,如服务器.如果是模拟出来的多线程,即一个cpu的情况下,在同一个时间点,cpu只能执行一个代码,因为切换很快,所以就有同时执行的错局
  - 线程是独立的执行路径
  - 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
  - 在一个线程中,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,先后顺序是不能人为的干预的.
  - 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
线程实现
- 线程创建(Thread、Runnable、Callable)
  - Thread
    - 自定义线程继承Thread类
    - 重写run()方法,编写线程执行体
    - 创建线程对象,调用start()方法启动线程

//创建线程方式一:继承Thread,重写run方法,调用start开启线程

//总结:注意,线程开启不一定立即执行,由cpu调度,主线程运行一会后可能暂时停止主线程的进度,进行另外一条线程的调用
//不可控,由cpu决定线程的运行
public class ThreadDemo extends Thread{
    public static void main(String[] args) {
        //main线程 主线程
        //创建一个线程对象
        ThreadDemo threadDemo = new ThreadDemo();
        //调用start()方法开启线程
        threadDemo.start();

        for (int i = 0; i < 3000; i++) {
            System.out.println("我是主线程"+i);
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 2000; i++) {
            System.out.println("我是多线程"+i);
        }
        test();
    }

    public void test(){
        System.out.println("4555");
    }
}

网图下载

import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

public class ThreadDemo01 extends Thread{


    private String url;
    private String name;

    public ThreadDemo01(String url,String name) {
        this.url = url;//网络图片地址
        this.name = name;//保存的文件名
    }

    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo01 t1 = new ThreadDemo01("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F" +
                "%2Fpic.jj20.com%2Fup%2Fallimg%2F1111%2F0Q91Q50307%2F1PQ91" +
                "50307-8.jpg&refer=http%3A%2F%2Fpic.jj20.com&app=2002&" +
                "size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1648711116&t=b" +
                "956a6059c7f90de8399d77e79b2501f","壁纸.jpg.jpg");
        ThreadDemo01 t2 = new ThreadDemo01("https://gimg2.baidu.com/image_search" +
                "/src=http%3A%2F%2Fup.enterdesk.com%2Fphoto%2F2012-3-26%2Fenterdesk.com" +
                "-3947C8124CD406DC594BEDF507AB07DC.jpg&refer=http%3A%2F%2Fup.enterdesk.com&" +
                "app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1648712801&t=a6af86f9e" +
                "dee53ef314da52fb397f6fc","壁纸2.jpg");
        ThreadDemo01 t3 = new ThreadDemo01("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2" +
                "F%2Fimg.jj20.com%2Fup%2Fallimg%2F911%2F0R415123342%2F150R4123342-6-1200.jpg&refer=http" +
                "%3A%2F%2Fimg.jj20.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1648712" +
                "801&t=2be3d1d2462cbba704e49b9cfc41a140","壁纸3.jpg");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }
    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("文件名为"+name);

    }
}
//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO流异常,downloader方法出现异常");
        }
    }
}

实现Runnable接口
- 定义MyRunnable类实现Runnable接口
- 实现run()方法,编写线程执行体
- 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 RunnableDemo  {
    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
//        Thread thread = new Thread(test);
//        thread.start();
        new Thread(test).start();
        System.out.println("我是主线程");
        Test2 test2 = new Test2();
        new Thread(test2).start();

    }
}
class Test implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("我是通过继承Runnable接口实现的线程");
    }
}
class Test2 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("多线程2");
    }
}

小结
- 继承Thread类
  - 子类继承Thread类具备多线程能力
  - 启动线程:子类对象.start()
  - 不建议使用:避免OOP单继承局限性
- 实现Runnable接口
  - 实现Runnable具有多线程能力
  - 启动线程:传入目标对象+Thread对象.start()
  - 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
- 实现Callable接口
  - 1.实现Callable接口,需要返回值类型
  - 2.重写call方法,需要抛出异常
  - 3.创建目标对象
  - 4.创建执行服务:ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1)
  - 5.提交执行:Future< Boolean> result1 = ser.submit(t1);
  - 6.获取结果:boolean r1 = result.get()
  - 7.关闭服务:ser.shutdownNow();

/*
* Callable接口实现
* 1.自定义返回值
* 2.可以抛出异常
* */
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
public class CallableDemo implements Callable<Boolean> {
    private String url;
    private String name;
    public CallableDemo(String url,String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CallableDemo demo = new CallableDemo("https//nh", "nh.jpg");
        CallableDemo demo1 = new CallableDemo("https//nh", "nh.jpg");
        CallableDemo demo12 = new CallableDemo("https//nh", "nh.jpg");
        //创建执行服务
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
        //5.提交执行:
        Future<Boolean> result1 = ser.submit(demo);
        Future<Boolean> result2 = ser.submit(demo1);
        Future<Boolean> result3 = ser.submit(demo1);
        //6.获取结果:
        boolean r1 = result1.get();
        boolean r2 = result2.get();
        boolean r3 = result3.get();
        //7.关闭服务:
        ser.shutdownNow();
    }

    @Override
    public Boolean call() throws Exception {
        xiazaiq xiazaiq = new xiazaiq();
        xiazaiq.test(url,name);
        System.out.println("下载了"+name);
        return false;
    }
}
class xiazaiq{
    public void test(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("方法test出现问题");
        }
    }
}

Lamda表达式
- λ希腊字母表中排序第十一位的字母,英语名称为Lambda
- 避免匿名内部类定义过多
- 其实质属于函数式编程的概念
- 为什么要使用lambda表达式
  - 避免匿名内部类定义过多
  - 可以让你的代码看起来很简洁
  - 去掉一堆没有意义的代码,只留下核心的逻辑
- 也许你会说,我看了Lambda表达式,不但不觉得简洁,反而觉得更乱,看不懂了.那是因为我们还没有习惯,用的多了,看习惯了,就好了
- 理解Functional Interface(函数式接口)是学习java8 Lambda表达式的关键存在.
- 函数式接口的定义:
  - 任何接口,如果只包含唯一一个抽象的方法,那么它就是一个函数式接口.
  - 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
 */
public class LambdaDemo {

    //静态内部类
    static class List2 implements Ilike{
        @Override
        public void test() {
            System.out.println("哈哈哈哈2555");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //Ilike list 他的实例一直在被改变,也就是说指向的内存地址在变
        Ilike list = new List();
        list.test();
        list = new List2();
        list.test();
        //局部内部类
        class List3 implements Ilike{
            @Override
            public void test() {
                System.out.println("哈哈哈哈88888855");
            }
        }
        list = new List3();
        list.test();

        //匿名内部类,没有类的名称,必须借助接口或者父类
        list = new Ilike() {

            @Override
            public void test() {
                System.out.println("hhhhh3333333");
            }
        };
        list.test();

        //lambda表达式
        list =()->{
            System.out.println("哈哈哈哈66666");
        };
        list.test();
    }
}
//接口,函数式接口,只包含一个抽象方法
interface Ilike{
    void test();
}
//实现类
class List implements Ilike{

    @Override
    public void test() {
        System.out.println("哈哈哈哈");
    }
}

//public class LambdaTest {
//    public static void main(String[] args) {
//
//        LIst LIst = ()->{
//            System.out.println("哈哈哈哈哈");
//        };
//        LIst.run();
//
//    }
//}
//interface LIst{
//    void run(int);
//}

//带参的写法包含简化的写法
//public class LambdaTest {
//    public static void main(String[] args) {
//
//        LIst LIst = (int a)->{
//            System.out.println("哈哈哈哈哈"+a);
//        };
//        LIst = (a)->{
//            System.out.println("哈哈哈哈哈"+a);
//        };
//         下面代码可以这样写是因为代码块和参数都只有1行,多行代码时不可以这样写
//        LIst = a->{
//            System.out.println("哈哈哈哈哈"+a);
//        };
//         LIst = a->System.out.println("哈哈哈哈哈"+a);
//        LIst.run(23);
//
//    }
//}
//interface LIst{
//    void run(int a);
//}

静态代理模式

//静态代理模式总结
//   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
//   真是对象专注做自己的事情
public class StaticProxyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //Thread代理(Runnable接口的实现)去调用start方法
        new Thread(()-> System.out.println("线程run")).start();
        new dail(new test()).Happ();
//        dail dail = new dail(new test());
//        dail.Happ();
    }
}
interface Marry{
    void Happ();
}
//真是角色,你去结婚
class test implements Marry{

    @Override
    public void Happ() {
        System.out.println("结婚很开心");
    }
}
//代理角色,帮助你结婚
class dail implements Marry{

    //代理谁?,传进来的实例对象
    private Marry testge;
    public dail(Marry testge) {
        this.testge=testge;
    }

    @Override
    public void Happ() {

        start();
        this.testge.Happ();//这里是调用的传进来的实例对象的方法
        arty();
    }
    private void arty() {
        System.out.println("结婚后,收尾款");
    }

    private void start() {
        System.out.println("结婚前布置现场");
    }
}

线程状态

线程状态
在这里插入图片描述

停止线程
- 不推荐使用JDK提供的stop()\destroy()方法.{已经废弃}
- 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,则停止线程运行.

public class ThreadStop implements Runnable{
    private boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        while(flag){
            System.out.println("这是子线程");
        }
    }
    public  void  stop(){
        this.flag = false;
    }
    public static void main(String[] args) {
        ThreadStop threadStop = new ThreadStop();
        new Thread(threadStop).start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main"+i);
            if (i == 399) {
                //调用stop方法切换标志位,让线程停止
                threadStop.stop();
                System.out.println("子线程停止了");
            }
        }
    }
}

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可以模拟网络延迟,倒计时等.
- 每一个对象都有一个锁,sleep不会释放锁

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

//模拟倒计时
public class ThreadSleep2 implements Runnable{
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        tenDown();
        Date data = new Date(System.currentTimeMillis());//获取当前系统时间
        while(true){
            Thread.sleep(1000);
            //时间格式
            System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(data));
            data = new Date(System.currentTimeMillis());
        }
    }
    @Override
    public void run() {

    }

    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;

        while(true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num <= 0) {
                break;
            }
        }


    }
}

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转态
- 让cpu重新调度,礼让不一定成功!看cpu心情

//线程礼让
// 礼让不一定成功,看cpu心情,礼让相当于在礼让代码出暂停,之后再从礼让处继续运行
public class ThreadYield implements Runnable{
    public static void main(String[] args) {
        ThreadYield threadYield = new ThreadYield();
        new Thread(threadYield,"a").start();
        new Thread(threadYield,"b").start();
    }

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

合并线程Join
- 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
- 可以想象成插队

public class ThreadJoin implements Runnable{
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadJoin threadJoin = new ThreadJoin();
        Thread thread = new Thread(threadJoin);
        thread.start();
        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            System.out.println("我是主线程"+i);
            if (i == 200) {
                thread.join();//插队
                //带参数是让你插队插多久,不会等待子线程执行完毕
            }

        }
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 3000; i++) {
            System.out.println("线程vip来了"+i);
        }
    }
}

线程状态观测
- Thread.State
- 线程状态,线程状态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
    - 已经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.

//观测测试线程的状态
public class ThreadState {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("///////");
        });
        //获取线程状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);//NEW

        //启动线程
        thread.start();
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);//RUNNABLE

        //线程不处于死亡状态(退出)就一直输出状态
        while(state!= Thread.State.TERMINATED){
            Thread.sleep(200);
            state = thread.getState();
            System.out.println(state);
        }
        //线程一旦死亡就不能再去启动
        thread.start();//报错
    }
}

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.MIN_PRIORITY = 1;
  - Thread.MAX_PRIORITY = 10;
  - Thread.NORM_PRIORITY = 5;
- 使用以下方式改变或获取优先级
  - getPriority().setPriority(int xxx)
  - 注意:优先级的设定建议在start()调度前
  - 优先级低只是意味着获得调度的概率低,并不是优先级低就不会被调用了,这都是看CPU的调度

public class TestPriority   {
    public static void main(String[] args) {
        MyPriority myPriority = new MyPriority();
        Thread t1 = new Thread(myPriority);
        Thread t2 = new Thread(myPriority);
        Thread t3 = new Thread(myPriority);
        Thread t4 = new Thread(myPriority);
        
        //优先级并不能决定谁一定先运行,只是有更大的可能先运行
        t1.start();//默认优先级是5

        t2.setPriority(1);
        t2.start();

        t3.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//最大优先级10
        t3.start();

        t4.setPriority(-1);//报错
        t4.start();
    }
}
class MyPriority implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

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…:
线程同步
- 并发:同一个对象被多个线程同时操作
- 现实生活中,我们会遇到"同一个资源,多个人都想使用"的问题,比如,食堂排队打饭,每个人都想吃饭,最天然的解决办法就是,排队,一个个来.
- 处理多线程问题时,多个线程访同一个对象,并且某些线程还想修改这个对象,这时候我们就需要线程同步,线程同步其实就是一种等待机制,多个需要访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列,等待前面线程使用完毕,下一个线程再使用
- 由于同一线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.
- 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,它包括两种方法:synchronized方法和synchronized块.
  同步方法:public synchronized void method(int args){}
- synchronized方法控制对"对象"的访问,每个对象应对一把锁,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请为synchronized将会影响效率
- 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,就是这个对象本身,或者是class[反射中讲解]
- 同步监视器的执行过程
  1 . 第一个线程执行访问,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

public class UnsafeBank{
    public static void main(String[] args) {
        Asscss asscss =new Asscss(100,"存款");
        Monyse you= new Monyse(asscss,50,"我");
        Monyse object= new Monyse(asscss,50,"对象");
        you.start();
        object.start();

    }


}
class Asscss{
    //余额
    int money;
    String name;//卡名

    public Asscss(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}
class Monyse extends Thread{

    //账户
    Asscss asscss;
    //取多少钱
    int Monty;
    //现在手里多少钱
    int drawingMoney;
    public Monyse(Asscss asscss,int Monty,String name){
            super(name);
            this.asscss = asscss;
            this.Monty = Monty;
    }
    //synchronized 默认锁的是this (Monyse)
    @Override
    public synchronized void run() {//这个synchronized没有用,因为变化的是账户里面的钱,不是银行
        synchronized (asscss){//锁的是asscss,需要增删改的对象
            //锁得是方法块语句
            if (asscss.money-Monty<=0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够,取不了");
            }
            asscss.money = asscss.money-Monty;

            drawingMoney = drawingMoney+Monty;
            try {
                //延迟可以发大问题
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(asscss.name+"余额"+ asscss.money);
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+drawingMoney);
        }
    }

}

安全线程集合CopyOnWriteArrayList
死锁
- 多个线程各自占有一些共享资源,并且互相等待其他线程占有的资源才能运行,而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源,都停止执行的情形,某一个同步块同时拥有"`两个以上对象的锁"时,就可能会发生"死锁"的问题.
- 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,在未使用完之前,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.
    上面列出了死锁的四个必要条件,我们只有想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发送

//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 makeup = new Makeup(0, "灰姑娘");
        Makeup makeup1 = new Makeup(1, "梁亮");
        makeup.start();
        makeup1.start();

    }
}


//口红
class Lipstick{

}

//镜子
class Mirror{

}

class Makeup extends Thread{

    //需要的资源只有一份,用static来保证只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror= new Mirror();
    int choice;//选择
    String girlName;//使用化妆品的人

    public 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){//获得镜子的锁
                    System.out.println(this.girlName);
                }
            }
        }else{
            synchronized (mirror){//获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
                synchronized (lipstick){//获得口红的锁
                    System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                }
            }
        }
    }
}

Lock(锁)
- 从JDk5.0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.utilconcurrent.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,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(已经进入方法体,分配了相应资源)>同步方法(在方法体之外)

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ThreadLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock testLock = new TestLock();
        new Thread(testLock,"黄牛").start();
        new Thread(testLock,"小明").start();
        new Thread(testLock,"张三").start();
    }
}
class TestLock implements Runnable{

    int ticketNum = 1000;
    //定义lock锁
    private final ReentrantLock lock =  new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            //不是说你整个方法上锁，而是说你方法里某一个关键点，会造成数据出错的地方上锁，比如改变全局变量的时候
            try{
            lock.lock();//加锁
                if (ticketNum > 0) {


                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ticketNum--);

            }else{
                break;
            }
        }finally {
            //解锁
            lock.unlock();
        }

        }

    }
}

线程通信问题
线程协作(生产者消费者模式)
- 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
- 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可阻止并发更新头一个共享资源,实现同步
    - synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)
  - 解决线程通信的问题,java提供了方法
    - wait() 表示线程一直等待,会释放锁和sleep不同
    - notify() 唤醒一个处于等待状态的线程

//测试生产者消费者模型-->利用缓冲区解决:管理法

//生产者 消费者 产品  缓冲区
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        //容器
        SynContainer synContainer= new SynContainer();

        new Product(synContainer).start();
        new Consumer(synContainer).start();
    }
}

///生产者
class Product extends Thread{
    SynContainer container;

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

    //生产

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer container;

    public Consumer(SynContainer container){
        this.container=container;
    }
    //消费者消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费者-->"+container.get().id+"只鸡");
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int id;//产品编号

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

//缓冲区
class SynContainer{
    //需要一个容器大小
    Chicken[] chickens= new Chicken[10];

    //容器计数器
    int i= 0;

    //生产者载入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        if (i==chickens.length){
            //通知消费者消费,生产等待
            try {
                //加锁让他等待
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果没有满,我们需要需要丢入产品
        chickens[i] =chicken;
        i++;
        //有产品了,解除消费者的锁
        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }


    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken get(){
        if (i == 0) {
            //等待生产者生产,消费者等待
            try {
                //加锁让他等待
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        i--;
        Chicken chicken = chickens[i];
        //通知生产者生产,产品消耗了,解除生产者的锁
        this.notifyAll();
        return  ;
    }

}

//测试生产者消费者问题:信号灯法,标志位解决
public class TestPc2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv=new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}

//生产者-->演员
class Player extends Thread{
    TV tv;

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

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i%2==0) {
                this.tv.play("假面骑士");
            }else{
                this.tv.play("抖音");
            }
        }
    }
}
//消费者-->观众
class Watcher extends Thread{
    TV tv;

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

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            this.tv.watch();
        }

    }
}

//产品-->节目
class TV{
    String voice;//表演的节目
    boolean flag = true;

    //演员表演,观众等待

    //观众观看的时候,演员等待

    //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);
        //通知观众观看后
        this.notifyAll();
        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);
        //通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag = !this.flag;
    }

}

高级主题
- 使用线程池
  - 背景:经常创建和销毁、使用量特別大的资源，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。可以避免繁琐创建销毁、实现重复利用。类型生活中的公开交通工具。
  - 好处：
    - 提高响应速度（减少创建新线程的时间）
    - 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
  - JDK5.0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，一般用于执行Runnable
    - Future submit(Callabletask):执行任务，有返回值，一般又来执行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


import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建服务,创建线程池
        //参数为线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

        //开启连接
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        //关闭连接
        service.shutdown();
    }
}

class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
        }
    }
}