多线程合集_多线程合集一-优快云博客

package duan;

//创建线程方式1：继承Thread类，重写run()方法，调用start()方法开启线程  
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("我在玩手机"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程，主线程
        
        //创建线程对象
        testThread t=new testThread();
        //调用start()方法开启线程
        t.start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在上课"+i);
        }


    }
}

通过运行结果，主线程和子线程交替运行。

练习：网图下载

首先要下载一个工具类commons-io，它是针对开发IO流功能的工具类库，下载它的jar包，丢到自己的项目里。

FileUtilse文件工具，复制url到文件。

package duan;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
//练习Thread，实现多线程同步下载照片
public class TestThread2 extends Thread{
     private  String url; //网络图片地址
     private  String name; //保存的文件
    public TestThread2(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }
  //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("下载了文件名为："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {

        TestThread2 t1=new TestThread2("https://0.soompi.io/wp-content/uploads/2017/07/09235731/EXO1.jpg","1.jpg");
        TestThread2 t2=new TestThread2("https://image.uisdc.com/wp-content/uploads/2019/12/xe36.jpg","2.jpg");
        TestThread2 t3=new TestThread2("https://tse2-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.EpGy1M9IyY5Is9lo_ixONwHaJ3?pid=ImgDet&rs=1","3.jpg");
        //启动三个线程
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}


//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异常，Downloader方法出现问题");
        }
    }
}

2. 实现Runnable接口

定义Myrunnable类实现Runnable接口

实现run()方法，编写线程体

创建线程对象，调用start()方法动线程体

package duan;

//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 Myrunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在上课"+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        //创建runnable接口的实现类对象
        Myrunnable myrunnable=new Myrunnable();
        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理
       /* Thread thread=new Thread(myrunnable);
        thread.start();
        这两步可以写成下面一步
        */
        new Thread(myrunnable).start();

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在玩手机"+i);
        }
    }

    }

package duan;
//买票例子
public class runnableTicket implements Runnable{

private  int ticketNumber=10;
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            if (ticketNumber<=0){
                break; //票抢完就停止
            }
            try {
                Thread.sleep(200);//加一个缓冲。模拟延时
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到第"+ticketNumber--+"票");

        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        runnableTicket Ticket=new runnableTicket();
        new Thread(Ticket,"明星").start();
       new Thread(Ticket,"小明").start();
       new Thread(Ticket,"黄牛").start();


    }
}

总结：

◆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

● 实现接口Runnable具备多线程能力

● 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，方便同一个对象被对个线程使用

案例：龟兔赛跑

package duan;
/*
首先定义赛道距离，离终点越来越近
判断比赛是否结束
打印胜利者
龟兔赛跑开始
需要模拟兔子睡觉
结局乌龟赢得比赛
 */
public class Race_ implements Runnable{

    private static String winner;//保证有一个胜利者

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <=200; i++) {   //假设有100米
            //模拟兔子歇息
            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0){


            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

            //判断比赛是否结束
            boolean flag=gameOver(i);
            if(flag){
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"跑了"+i+"米");
        }

    }
    //判断是否完成比赛
   private boolean gameOver(int steps){
        if(winner!=null){
            return true;
        }
        if(steps>=200)
        {
           winner=Thread.currentThread().getName();
            System.out.println("胜利者是"+winner);
            return true;
        }

        return false;
    }

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

    }
}

3.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=result1.get()

7.关闭服务：ser.shutdownNow()

利用Callable改造下载图片案例

package duan;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;
//线程创建方式3：实现Callab接口
/*
Callable的好处：
  1.可以定义返回值
  2.可以抛出异常
 */

public class Callable01 implements Callable<Boolean>{
    private  String url; //网络图片地址
    private  String name; //保存的文件
    public Callable01(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }
    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public Boolean call() {
        Webdownloader01 webdownloader=new Webdownloader01();
        webdownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为："+name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        Callable01 t1=new Callable01("https://0.soompi.io/wp-content/uploads/2017/07/09235731/EXO1.jpg","1.jpg");
        Callable01 t2=new Callable01("https://image.uisdc.com/wp-content/uploads/2019/12/xe36.jpg","2.jpg");
        Callable01 t3=new Callable01("https://tse2-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.EpGy1M9IyY5Is9lo_ixONwHaJ3?pid=ImgDet&rs=1","3.jpg");
     //创建执行服务
        ExecutorService ser= Executors.newFixedThreadPool(3);
        //提交执行：
        Future<Boolean> result1=ser.submit(t1);
        Future<Boolean> result2=ser.submit(t2);
        Future<Boolean> result3=ser.submit(t3);
        //获取结果：
        boolean rs1=result1.get();
        boolean rs2=result2.get();
        boolean rs3=result3.get();
        System.out.println(rs1);
        System.out.println(rs2);
        System.out.println(rs3);
        //关闭服务：
        ser.shutdownNow();
    }
}

//下载器
class Webdownloader01{
    //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异常，Downloader方法出现问题");
        }
    }
}

3.Lambda表达式

λ希腊字母表中排序第十一位的字母，英文名称为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

（params）->expression[表达式]

（params）->statement[语句]

（params）->{statements}

a->System.out.println("i like lambda-->"+a);

new Thread (()->System.out.println("多线程学习------")).start();

●为什么要使用Lambda表达式

◆避免内部类定义过多

◆可以让代码看起来很简洁

◆去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑

■理解Functional lnterface（函数式接口）是学习java 8 lambda 表达式的关键所在。

■函数式接口的定义：

♦任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口

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

package com.duan.lambda;

public class TestLambda01 {
      //3.静态内部类
    static class eat1 implements Ieat{
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("I eat 两个菠萝");
    }
}


    public static void main(String[] args) {
        Ieat eat=new eat();
        eat.lambda();
        Ieat eat1=new eat1();
        eat1.lambda();

        //4.局部内部类
        class eat2 implements Ieat{
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("I eat 三个菠萝");
            }
        }
        eat=new eat2();
        eat.lambda();


        //5.匿名内部类:没有类的名称，必须借助接口或者父类
       eat=new Ieat() {
           @Override
           public void lambda() {
               System.out.println("I eat 四个菠萝");
           }
       };
       eat.lambda();


       //6.用lambda简化
        eat=()->{
            System.out.println("I eat 五个菠萝");
        };
        eat.lambda();

    }

}


//1.定义一个函数式接口
interface Ieat{
    void lambda();
}
//2.实现类
class eat implements Ieat{
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("I eat 一个菠萝");

    }
}

package com.duan.lambda;

public class TestLambda02 {
    public static void main(String[] args) {
     //lambda表示简化
        Idrink drink=(a,b )-> {
            System.out.println("我喝"+a+b+"杯茶");
        };
        drink.drink(1,1);

     //简化参数类型
     drink=(a,b)  -> {
         System.out.println("我喝"+a+b+"杯茶");
        };
        drink.drink(2,1);

      //简化花括号
        drink=(int a,int b)->
            System.out.println("我喝"+a+b+"杯茶");
        drink.drink(3,1);

        //简化括号
        drink=(a,b)-> System.out.println("我喝"+a+b+"杯茶");
        drink.drink(4,1);


        /*
        总结：
           lambda表达式只能在有一行代码的情况下才能简化成一行，如果有多行，那么就用代码块包裹
           前提是函数式接口
           多个参数也可以去掉参数类型，要去掉就都去掉，必须加上括号
         */
    }

}

//定义一个接口
interface Idrink{
    void drink(int a,int b);
}

4.静态代理模式

eg: 你：真实角色

婚庆公司：代理你，帮你处理结婚的事

结婚：实现结婚接口即可

演示：实现静态代理对比Thread

package com.duan.lambda;
/*
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
     真实对象专注做自己的事情
 */
public class Staticproxy {
    public static void main(String[] args) {

       
        new Thread(()-> System.out.println("我爱你")).start();
     //与Thread对比
        new WeddingCompany(new You()).HappyMarried();

        
        You you=new You();
        WeddingCompany weddingcompany=new WeddingCompany(you);
        weddingcompany.HappyMarried();

    }

}



//先定义一个接口
interface Married{
    void HappyMarried();
}

//真实角色
class You implements Married{
    @Override
    public void HappyMarried() {
        System.out.println("菠萝吹雪和梨花诗要结婚了");
    }
}


//代理角色，帮助你结婚
class WeddingCompany implements Married{
    private Married people;  //，代理谁，真实结婚对象

    public WeddingCompany(Married people) {  //构造方法
        this.people = people;
    }

    @Override
    public void HappyMarried() {
        Before();
        this.people.HappyMarried();//这就是真实对象
        After();
    }

    private void Before(){
        System.out.println("结婚之前，布置结婚现场");
    }
    private void After(){
        System.out.println("结婚之后，收拾结婚现场");
    }

}

2.线程状态

线程方法

方法	说明
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体休眠
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
void interrupt()	中断线程（别使用这个方法）
boolean isAlive	测试线程是否处于活动状态

1.停止线程

◆不推荐使用JDK提供的stop(),destroy()方法（已经废弃）

◆推荐线程自己停下来

◆建议使用一个标志位进行终止变量，当flag=false，则线程终止运行

package duan;
//测试stop
public class TestStop implements Runnable{
    private  boolean flag=true;//线程中定义线程体使用的标识

    @Override
    public void run() {
        //线程体使用的标识
        int i=0;
        while(flag){
            System.out.println("run..........."+i++);

        }
    }

    //对外自己写一个方法停止线程，转换标志位
    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==800){
                testStop.stop();
                System.out.println("线程该停止了");
            }


        }
    }
}
（这个代码线程压根没有停止）

2.线程休眠--sleep

●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

模拟倒计时

package duan;
//模拟倒计时
public class TestSleep {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            tenDown();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void tenDown() throws InterruptedException{
        int num=10;
        while(true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if(num<=0)  break;
        }
    }

}

打印当前时间

package duan;

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

//打印当前时间
public class TestDateSleep {
    public static void main(String[] args) {
        Date  nowdate=new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前时间

        while(true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(nowdate));
                nowdate=new Date(System.currentTimeMillis()); //获取当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }




}

3.线程礼让--yield

■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！！！

package duan;
//测试礼让    礼让不一定成功
public class TestYield {

    public static void main(String[] args) {

        myYield myYield=new myYield();
        new Thread(myYield,"A").start();
        new Thread(myYield,"B").start();

    }

}

class  myYield implements  Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始运行");
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止运行");

    }
}

4.线程强制执行--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

▼想象成插队

package duan;

public class Testjoin  implements  Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("vip客户" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Testjoin testjoin = new Testjoin();
        Thread thread = new Thread(testjoin);
        thread.start();


        //主线程
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if (i == 200) {
                thread.join();   //插队
            }
            System.out.println("普通客户"+i);
        }
    }
}

由运行结果可以看出，VIP客户插队进来了

5.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的虚拟机状态

package duan;

public class TestState {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread=new Thread(() ->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            System.out.println("../././/././");
        });
        //观察状态
        Thread.State state=thread.getState();
        System.out.println(state);  //new
        //观察启动后
        thread.start();
        state=thread.getState();
        System.out.println(state); //run

        while (state!=Thread.State.TERMINATED){ //只要线程不终止就一直输出
            Thread.sleep(100);
            state=thread.getState();//更新线程状态
            System.out.println(state); //输出状态

           //当线程终止后，就不能再次启动
            /*thread.start();
            thread.start();
            state=thread.getState();
            System.out.println(state);  
            */
            
        }


    }
}

6.线程的优先级（Priority）

●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)

优先级的设定在start()之前

优先级低意味着获得调度的概率低，并不是优先级低就不会被调用，这都是看CPU的调度

package duan;
//测试线程优先级
public class TestPriority {

    public static void main(String[] args) {
        //主线程默认优先级5
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());
        MyPriority myPriority=new MyPriority();
        Thread t1=new Thread(myPriority);
        Thread t2=new Thread(myPriority);
        Thread t3=new Thread(myPriority);
        Thread t4=new Thread(myPriority);
        Thread t5=new Thread(myPriority);
        Thread t6=new Thread(myPriority);
        Thread t7=new Thread(myPriority);
        //先设置优先级，再启动
        t1.setPriority(1);
        t1.start();

        t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//10
        t2.start();

        t3.setPriority(6);
        t3.start();

        t4.setPriority(2);
        t4.start();

        t5.setPriority(4);
        t5.start();

        t6.setPriority(9);
        t6.start();

        t7.setPriority(1);
        t7.start();


    }

}


class MyPriority implements Runnable{

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

7.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。。。

package duan;
//测试守护线程
public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        God god=new God();
        You you=new You();

        Thread thread=new Thread(god);
        thread.setDaemon(true);//默认false表示的是用户线程，正常的线程都是用户线程

         thread.start();//守护线程启动
        new Thread(you).start(); //你 用户线程启动
    }
}

class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 2000; i++) {
            System.out.println("健康快乐的活着");
        }
        System.out.println("再见，世界");
    }
}

class God implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            System.out.println("菩萨保佑我");
        }

    }
}

3.线程同步

多个线程操作同一个资源

1.并发：同一个对象被多个线程同时操作

比如抢演唱会门票，两个人同时取一张银行卡的钱

2.线程同步

●处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象，这时就需要线程同步。线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入到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。

3.队列和锁

◆由于统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；

◆在多线程的竞争下，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；

三大不安全案例:

不安全的买票

package duan;
//不安全的买票
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket=new BuyTicket();

        new Thread(buyTicket,"菠萝吹雪").start();
        new Thread(buyTicket,"菠萝小微").start();
        new Thread(buyTicket,"梨花诗").start();

    }
}

class BuyTicket implements Runnable{
   private  int ticketNum=10;
   boolean flag=true;//外部停止方式
    @Override
    public void run() {
        while (flag){
            Buy();
        }
    }

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

银行取钱

package duan;

public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account=new Account(100,"结婚基金");
        
        TakeMoney you=new TakeMoney(account,50,"你");
        TakeMoney girlfriend=new TakeMoney(account,100,"你女朋友");
        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：模拟取款
class TakeMoney extends Thread{
    Account account;//账户
    int TakeMoney;//取了多少钱
    int nowMoney;//现在手里还有多少钱


    public TakeMoney(Account account, int TakeMoney,String name){ //构造方法
        super(name);
        this.account=account;
        this.TakeMoney=TakeMoney;

    }

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if(account.money-TakeMoney<0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"余额不足！！请充值");
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //卡内余额=余额-取的钱
        account.money=account.money-TakeMoney;
        //手里的钱
        nowMoney=nowMoney+TakeMoney;

        System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
        //Thread.currentThread().getName()=this.getName()
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
    }
}

package duan;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
//线程不安全集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list=new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }

        //睡眠放大问题
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(list.size());

    }
}

4.同步方法及同步块

1.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：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

■同步方法弊端：方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多，浪费资源

2.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，就是这个对象本身，或者是class（反射中的东西）

◆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.第一二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问

将三个不安全的案例变安全

package duan;
//不安全的买票，有负数
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket=new BuyTicket();

        new Thread(buyTicket,"菠萝吹雪").start();
        new Thread(buyTicket,"菠萝小微").start();
        new Thread(buyTicket,"梨花诗").start();

    }
}

class BuyTicket implements Runnable{
   private  int ticketNum=20;
   boolean flag=true;//外部停止方式
    @Override
    public void run() {
        while (flag){
            Buy();

        }
    }
//synchronized 同步方法，锁的是this
    private synchronized void Buy(){//判断是否有票
       if(ticketNum<=0){
           flag=false;
           return;
       }
       //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNum--);
    }
}
//锁了之后，票就不会出现负数

package duan;

public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account=new Account(1000,"结婚基金");

        TakeMoney you=new TakeMoney(account,50,"你");
        TakeMoney girlfriend=new TakeMoney(account,100,"你女朋友");
        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：模拟取款
class TakeMoney extends Thread{
    Account account;//账户
    int TakeMoney;//取了多少钱
    int nowMoney;//现在手里还有多少钱


    public TakeMoney(Account account, int TakeMoney,String name){ //构造方法
        super(name);
        this.account=account;
        this.TakeMoney=TakeMoney;

    }

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //synchronized 方法默认锁的是this
       //synchronized 块
        //锁的对象是要变化的量    ---要把账户锁起来，锁银行没用
        synchronized (account){



            //判断有没有钱
            if(account.money-TakeMoney<0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"余额不足！！请充值");
                return;
            }
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //卡内余额=余额-取的钱
            account.money=account.money-TakeMoney;
            //手里的钱
            nowMoney=nowMoney+TakeMoney;

            System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
            //Thread.currentThread().getName()=this.getName()
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
        }
        
    }
}

package duan;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
//线程不安全集合
public class UnsafeList {
    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();
        }

        //睡眠放大问题
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(list.size());

    }
}

3.CopyOnWriteArrayList

package TestCopyOnwrite;


import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

//测试JUC安全类型的集合
public class TestCopyOnWriteArrayList {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String > list=new CopyOnWriteArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }


        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(list.size());
    }

}

5.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“两个以上的锁”时，就有可能发生“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被阻塞时，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。

只要破坏其中任意一个或者多个条件就可以避免死锁的发生

package duan;
import  java.awt.*;
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
          DrinkWater p1=new DrinkWater(0,"小明");
          DrinkWater p2=new DrinkWater(1,"小花");
           p1.start();
           p2.start();
    }
}

//杯子
   class Cup{

}

//水
   class Water{

}



class DrinkWater extends Thread {

    //需要的资源只有一份，用static来保证只有一份
    static Cup cup = new Cup();
    static Water water = new Water();

    int choice;  //选择
    String people;  //喝水的人

    DrinkWater(int choice, String people) {
        this.choice = choice;
        this.people = people;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            drinkwater();
        } 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 drinkwater() throws InterruptedException {
            if(choice==0){
                synchronized (cup){
                    System.out.println(this.people+"获得杯子锁");
                    Thread.sleep(1000);
                    synchronized (water){   //一秒后想要水
                        System.out.println(this.people+"获得水锁");
                }
            }
            //两个人发生僵持
        }else{
                synchronized (water){
                    System.out.println(this.people+"获得水锁");
                    Thread.sleep(2000);
                    synchronized (cup){   //两秒后想要杯子
                        System.out.println(this.people+"获得杯子锁");

                    }

                }
            }

    }
}

//化妆  互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    private void drinkwater() throws InterruptedException {
            if(choice==0){
                synchronized (cup){
                    System.out.println(this.people+"获得杯子锁");
                    Thread.sleep(1000);

            }  //解决方法，将一个资源拿出来，一条进程中不能想要两个资源
                synchronized (water){   //一秒后想要水
                    System.out.println(this.people+"获得水锁");
                }
            //两个人发生僵持
        }else{
                synchronized (water){
                    System.out.println(this.people+"获得水锁");
                    Thread.sleep(2000);
                }
                synchronized (cup){   //两秒后想要杯子
                    System.out.println(this.people+"获得杯子锁");

                }
            }

    }

6.Lock锁

◆从jdk5.0开始，java提供了更加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（可重入锁）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。

package duan;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock1  t1=new TestLock1();
        new Thread(t1).start();
        new Thread(t1).start();
        new Thread(t1).start();
    }
}

class TestLock1 implements Runnable{
      int ticketNum=10;
//定义Lock锁
      private  final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            try{
                lock.lock();  //加锁
                if(ticketNum>0){

                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNum--);
            }else break;;


            }finally {
                lock.unlock();//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（已经进入了方法体，分配了相应资源）>同步方法（在方法体之外）

4.线程协作

生产者消费者模式

1.线程通信

◆应用场景：生产者消费者问题

◆假设仓库只能存放一件产品，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

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；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）

◆java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

方法名	作用
wait()	表示线程会一直等待，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

注意：均是Object类的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常lllegalMonitorStateException

2.解决方式

解决方式1：并发协作模式“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”

package duan;


//解决方式1：并发协作模式“生产者/消费者模式” --->管程法
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        Syncontainer container=new Syncontainer();
        new Producer(container).start();
        new Consumer(container).start();

    }

}

//生产者
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));
            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;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了"+container.pop().id+"只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int id;//产品编号

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

//缓冲区
class Syncontainer{
    //需要容器的大小
    Chicken[] chickens=new Chicken[10];
    int count=0;  //容器计数器
    //生产者放入产品
    public synchronized  void push(Chicken chicken)
    {
        //如果容器满了，等待消费者消费
        while(count==10){
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果容器没满，就放入产品
        chickens[count]=chicken;
        count++;
        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();

    }

    //消费者消费产品
    public synchronized  Chicken pop(){
        //判断是否可以消费
        while(count==0){
            //等待生产者生产，消费者等待
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }


        }

        //可以消费
        count--;
        Chicken chicken=chickens[count];
        //吃完了，通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return chicken;

    }

}

解决方式2：并发协作模型“生产者/消费者模式” --->信号灯法

package duan;
//解决方式2：并发协作模型“生产者/消费者模式”--->信号灯法
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv=new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}
//演员
class Player extends Thread{
     TV tv;
     public Player(TV tv){
         this.tv=tv;
     }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            if(i%2==0){
                this.tv.play("德云斗笑社播放中");
            }else
            {
                this.tv.play("快乐大本营播放中");
            }
        }
    }
}

//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++) {
            tv.watch();
        }
    }
}
//产品-->节目
class TV{   //类似于录播，不是直播
    //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();
        this.voice=voice;
        this.flag=!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=!flag;
    }
}

5.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。类似共享单车。

●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（重复利用线程池中的线程，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

使用线程池

◆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，一般用来执行Runnable

◆<T>Future<T>submit(Callable<T>task):执行任务，有返回值，一般又来执行Callable

◆void shutdown（）：关闭线程池

◆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

package duan;

import java.util.concurrent.Executor;
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
        //Executors.newFixedThreadPool(10);  参数为线程池大小
        ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(10);

        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());

        //2.关闭连接
        service.shutdown();
    }
}


class MyThread implements Runnable{

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