多线程详解

总结： 1.线程就是独立的执行路径; 2.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; 3.main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序; 4.在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器（CPU）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。 5.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。 6.线程会带来额外的开销，如cpu调度时间，并发控制开销。 7.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;

1.3多线程

普通方法调用和多线程

2静态代理

package com.yw;

public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        WeddingComapny weddingComapny=new WeddingComapny(new You());
        weddingComapny.HappyMarrt();
    }
}

interface Marry{
    void HappyMarrt();
}

//真实角色
class You implements Marry{

    @Override
    public void HappyMarrt() {
        System.out.println("结婚。。。。。。。。。。。。。。");
    }
}

//代理角色
class WeddingComapny implements Marry{

    private Marry target;

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

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

    private void  after(){
        System.out.println("结算");
    }

    private void before(){
        System.out.println("结婚之前，布置现场");
    }
}

结果

结婚之前，布置现场
结婚。。。。。。。。。。。。。。
结算

静态代理总结： 1.真实对象和代理对象都要实现同一个接口 2.代理对象要代理真实角色好处：代理对象可以做很多对象做不了的事情真实对象专注做自己的事情

3 Lamda 表达式

入希腊字母表中排序第十一位的字母，英语名称为Lambda 避免内部类定义过多其实质属于函数式编程概念

（params） -> expression  [表达式]
（params） -> statement [语句]
（params） -> {statement }
123
new Thread(()-> System.out.println("多线程学习")).start();
1

为什么要使用lambda 表达式 1.避免你们内部类定义过多 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

函数式接口的定义 1.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。 2.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。

常规写法

package com.yw;
//推导lambda表达式
public class TestLambda1 {
    //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");
            }
        };

        //6 lambda简化
        like=()->{
            System.out.println("i like lambda5");
        };
        like.lambda();
    }
}

//1接口
interface ILike{
    void lambda();
}

//实现类
class Like implements ILike{

    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("i like lambda");
    }
}

到参数

package com.yw;

public class TestLambda2 {

    public static void main(String[] args) {

        ILove love=(int a)->{
            System.out.println("i love you1-->"+a);
        };


        //简化1 去参数类型
        love=(a)->{
            System.out.println("i love you1-->"+a);
        };

        //简化2 （）
        love=a -> {
            System.out.println("i love you1-->"+a);
        };

        //简化3 
        //总结：lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化成为一行，如果有多行，那么就用代码块包裹。
        //前提是接口为函数式接口
        love=a-> System.out.println("i love you1-->"+a);
        
        love.love(5);
    }

}

interface ILove{
    void love(int a);
}

class Love implements ILove{
    @Override
    public void love(int a) {
        System.out.println("i love you1-->"+a);
    }
}

4 线程

4.1线程的创建方式

4.1.1 继承Thread类（重点）

package com.yw.demo01;

//创建线程方式一：继承Thread类
public class TestThead extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<20;i++){
            System.out.println("我在看代码---"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThead testThead=new TestThead();

        //调用start()方法开启线程
        //testThead.start();

        testThead.run();

        for (int i=0;i<20;i++){
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }
}

小结

调用run() 会先去执行run方法，同步执行

start方法是Thread类的默认执行入口,调用start方法后，则表示Thread开始执行，真正实现了多线程

案例网图下载

1 导入jar包commons-io-2.6,jar

package com.yw.demo01;

//创建线程方式一：继承Thread类
public class TestThead extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<20;i++){
            System.out.println("我在看代码---"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThead testThead=new TestThead();

        //调用start()方法开启线程
        //testThead.start();

        testThead.run();

        for (int i=0;i<20;i++){
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }
}

4.1.2实现Runnable接口（重点）

package com.yw.demo01;

//实现Runnable接口
public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<20;i++){
            System.out.println("我在看代码---"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread3 testThead3=new TestThread3();

        //创建线程对象
        Thread thread=new Thread(testThead3);

        //调用start()方法开启线程
        thread.start();

        for (int i=0;i<20;i++){
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }
}

小结

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

案例

package com.yw.demo01;
//多个线程操作同一个对象
//买火车票的例子
public class TestThread4 implements Runnable{

    private int titckNum=10;

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            if (titckNum<=0){
                break;
            }
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+titckNum--+"张票");
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket=new TestThread4();

        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛党").start();
    }
}

结果

黄牛党-->拿到了第10张票
老师-->拿到了第9张票
小明-->拿到了第8张票
老师-->拿到了第7张票
小明-->拿到了第6张票
黄牛党-->拿到了第5张票
黄牛党-->拿到了第4张票
小明-->拿到了第3张票
老师-->拿到了第2张票
小明-->拿到了第1张票
黄牛党-->拿到了第0张票
老师-->拿到了第1张票

案例：龟兔赛跑

package com.yw.demo01;

//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable{

    //胜利者
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <=100 ; i++) {
            //模拟兔子休息
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0){
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            boolean flag=gameOver(i);
            if (flag){
                break;
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
        }
    }

    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
        if (winner!=null){
            //已经存在胜利者了，比赛结束
            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,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}

结果

<span style="background-color:#f8f8f8"><span style="color:#333333">兔子-->跑了0步
兔子-->跑了1步
兔子-->跑了2步
兔子-->跑了3步
兔子-->跑了4步
兔子-->跑了5步
兔子-->跑了6步
兔子-->跑了7步
兔子-->跑了8步
兔子-->跑了9步
乌龟-->跑了0步
乌龟-->跑了1步
乌龟-->跑了2步
乌龟-->跑了3步
乌龟-->跑了4步
乌龟-->跑了5步
乌龟-->跑了6步
乌龟-->跑了7步
乌龟-->跑了8步
乌龟-->跑了9步
乌龟-->跑了10步
乌龟-->跑了11步
乌龟-->跑了12步
乌龟-->跑了13步
乌龟-->跑了14步
乌龟-->跑了15步
乌龟-->跑了16步
乌龟-->跑了17步
乌龟-->跑了18步
乌龟-->跑了19步
乌龟-->跑了20步
乌龟-->跑了21步
乌龟-->跑了22步
乌龟-->跑了23步
乌龟-->跑了24步
乌龟-->跑了25步
乌龟-->跑了26步
乌龟-->跑了27步
乌龟-->跑了28步
乌龟-->跑了29步
乌龟-->跑了30步
乌龟-->跑了31步
乌龟-->跑了32步
乌龟-->跑了33步
乌龟-->跑了34步
乌龟-->跑了35步
乌龟-->跑了36步
乌龟-->跑了37步
乌龟-->跑了38步
乌龟-->跑了39步
乌龟-->跑了40步
乌龟-->跑了41步
乌龟-->跑了42步
乌龟-->跑了43步
乌龟-->跑了44步
乌龟-->跑了45步
乌龟-->跑了46步
乌龟-->跑了47步
乌龟-->跑了48步
乌龟-->跑了49步
乌龟-->跑了50步
乌龟-->跑了51步
乌龟-->跑了52步
乌龟-->跑了53步
乌龟-->跑了54步
乌龟-->跑了55步
乌龟-->跑了56步
乌龟-->跑了57步
乌龟-->跑了58步
乌龟-->跑了59步
乌龟-->跑了60步
乌龟-->跑了61步
乌龟-->跑了62步
乌龟-->跑了63步
乌龟-->跑了64步
乌龟-->跑了65步
乌龟-->跑了66步
乌龟-->跑了67步
乌龟-->跑了68步
乌龟-->跑了69步
乌龟-->跑了70步
乌龟-->跑了71步
乌龟-->跑了72步
乌龟-->跑了73步
乌龟-->跑了74步
乌龟-->跑了75步
乌龟-->跑了76步
乌龟-->跑了77步
乌龟-->跑了78步
乌龟-->跑了79步
乌龟-->跑了80步
乌龟-->跑了81步
乌龟-->跑了82步
乌龟-->跑了83步
乌龟-->跑了84步
乌龟-->跑了85步
乌龟-->跑了86步
乌龟-->跑了87步
乌龟-->跑了88步
乌龟-->跑了89步
乌龟-->跑了90步
乌龟-->跑了91步
乌龟-->跑了92步
乌龟-->跑了93步
乌龟-->跑了94步
乌龟-->跑了95步
乌龟-->跑了96步
乌龟-->跑了97步
乌龟-->跑了98步
乌龟-->跑了99步
winner is乌龟</span></span>

4.1.3实现callable接口（了解）

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<Boolean> result1=ser.submit(1);
获取结果：boolean r1=result1.get();
关闭服务：ser,shutdowmNow();

package com.yw.demo02;

import com.yw.demo01.TestThread2;
import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;

//实现Callable
public class TestCallable implements Callable {
    private String url; //网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    public TestCallable(String url,String name){
        this.url=url;
        this.name=name;
    }

    @Override
    public Object call() throws Exception {
        WebDownLoader webDownLoader=new WebDownLoader();
        webDownLoader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为："+name);
        return true;
    }

    //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");
            }
        }

    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1=new TestCallable("https://img-pre.ivsky.com/img/tupian/pre/202104/13/maomi_youzai-002.jpg","1.jpg");
        TestCallable t2=new TestCallable("https://img-pre.ivsky.com/img/tupian/pre/202104/13/maomi_youzai-002.jpg","2.jpg");
        TestCallable t3=new TestCallable("https://img-pre.ivsky.com/img/tupian/pre/202104/13/maomi_youzai-002.jpg","3.jpg");

        //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
        Boolean rs1 = r1.get();
        Boolean rs2 = r2.get();
        Boolean rs3 = r3.get();

        //关闭服务
        ser.shutdownNow();

    }
}

结果

<span style="background-color:#f8f8f8"><span style="color:#333333">下载了文件名为：1.jpg
下载了文件名为：3.jpg
下载了文件名为：2.jpg</span></span>

小结：

可以定义返回值

可以抛出异常

4.2 线程状态

五大状态

4.2.1 停止线程

不推荐使用stop()、destroy()方法

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。

package com.yw.state;

/**
 * - 不推荐使用stop()、destroy()方法
 *
 * - 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");
            }
        }
    }
}

4.2.2 线程休眠

sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒数 1000ms=1s
sleep存在异常InterruptedException;
sleep时间到达后线程进入就绪状态
sllep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

package com.yw.state;

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

//模拟倒计时
public class TestSleep2{

    public static void main(String[] args) {
//        try {
//            tenDown();
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }

        //打印当前系统时间
        Date startTime=new Date(System.currentTimeMillis());

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

    }

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

    }

}

4.2.3 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，看cpu心情

package com.yw.state;

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() + "线程开始执行");
        Thread.yield();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程停止执行");
    }

}

4.2.4线程强制执行

Join合并线程，待此线程执行完成之后，再执行其他线程，其他线程阻塞
可以想象成插队

package com.yw.state;

public class TestJoin implements Runnable{

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

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

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("线程vip来了"+i);

        }
    }
}

4.2.5线程状态观测

public static enum 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，这些状态不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态。

package com.yw.state;
//观察测试线程状态
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(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();
        state=thread.getState();
        System.out.println(state);


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

输出

<span style="background-color:#f8f8f8"><span style="color:#333333">NEW
RUNNABLE
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
/
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
/
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
/
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
/
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
/
TERMINATED

Process finished with <span style="color:#770088">exit</span> code <span style="color:#116644">0</span>
</span></span>

4.3.6 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，线程调度器安装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.NOPM_PRIORITY = 5;

使用以下方式改变或获取优先级 getPriority() setPriority(int xx)

package com.yw.state;

//测试优先级
public class TestPriority{
    public static void main(String[] args) {
        //主线程默认优先级
        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);

        //先设置优先级，在启动
        t1.start();

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

        t3.setPriority(4);
        t3.start();

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        t4.start();

        t5.setPriority(8);
        t5.start();

        t6.setPriority(7);
        t6.start();
    }

}

class MyPriority implements Runnable{


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

结果

<span style="background-color:#f8f8f8"><span style="color:#333333">main-->5
Thread-3-->10
Thread-4-->8
Thread-5-->7
Thread-0-->5
Thread-2-->4
Thread-1-->1

Process finished with <span style="color:#770088">exit</span> code <span style="color:#116644">0</span>
</span></span>

4.3.7 线程守护(daemon)

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、垃圾回收等等…

package com.yw.state;

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表示是用户进程，正常的线程都是用户线程


        thread.start();//守护线程启动

        new Thread(you).start();//用户线程启动


    }


}
//上帝
class God implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("----God-----");
        }
    }
}


//你
class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <36500 ; i++) {
            System.out.println("活着的"+i+"天");
        }
        System.out.println("#########bye##########");
    }
}

5线程同步synchronize

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

现实生活中，我们会遇到“同一资源，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，多个线程访问同一个对象（并发），并且某些线程还想修改这个对象，这个时候我们就需要线程同步，线程同步就是一种机制，多个需要同时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。

5.1 队列和锁

由于同一个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： 1.一个线程有锁会导致其他需要此锁的线程挂起； 2.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； 3.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。

线程不安全案例1：不安全的买票

package com.yw.syn;

public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket=new BuyTicket();

        new Thread(buyTicket,"a").start();
        new Thread(buyTicket,"b").start();
        new Thread(buyTicket,"c").start();

    }
}

class BuyTicket implements Runnable{

    private int ticketNumm=10;
    boolean flag=true;

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

    private void buy(){
        if (ticketNumm<=0){
            flag=false;
            return;
        }

        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNumm--);
    }
}

结果

<span style="background-color:#f8f8f8"><span style="color:#333333">c拿到10
b拿到9
a拿到8
a拿到7
b拿到6
c拿到5
a拿到4
c拿到3
b拿到3
c拿到2
b拿到1
a拿到0
c拿到-1
</span></span>

结果出现-1

线程不安全案例2 ：银行取钱

package com.yw.syn;

public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account=new Account(100,"旅游基金");

        Drawing you=new Drawing(account,50,"你");
        Drawing xiaoming=new Drawing(account,100,"xiaoming");

        you.start();
        xiaoming.start();

    }
}

//账户
class Account{
    int money;
    String name;

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int noeMoney;

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

    @Override
    public void run() {
        if (account.money-drawingMoney<0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
            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
        noeMoney=noeMoney+drawingMoney;

        System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱："+noeMoney);

    }
}

结果

旅游基金余额为：50
Thread-0手里的钱：50
旅游基金余额为：-50
Thread-1手里的钱：100

线程不安全案例三：集合

package com.yw.syn;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

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

5.2 同步方法和同步块

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：若将一个大的方法声明为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。

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，就是和这个对象本身，或者是class

例如修改线程不安全案例一：买票(同步方法)

private synchronized void buy(){ //锁是this
        if (ticketNumm<=0){
            flag=false;
            return;
        }

        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNumm--);
    }

同步块

修改线程不安全案例二：取钱

 @Override
    public void run() {
        synchronized (account){
            if (account.money-drawingMoney<0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
                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
            noeMoney=noeMoney+drawingMoney;

            System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱："+noeMoney);
        }
    

    }

修改线程不安全案例三：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();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

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，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

锁的对象就是变化的量，需要增删改的数据

5.2.1补充：线程安全集合CopyOnWriteArrayList

先了解

//测试线程安全类型的集合
public class TestJUC {
    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());
    }

}

6 死锁

多个线程互相抱着对象需要的资源，然后形成僵持。

多个线程各自占有一些资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致这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”，就可能发生“死锁”的问题。

案例，比如两个人化妆，有镜子口红

package com.yw.deadlock;
//死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵局
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{
    //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

    Makeup(int choice,String girlName){
        this.choice=choice;
        this.girlName=girlName;
    }


    @Override
    public void run() {
        super.run();
    }

    //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){
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);

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

                synchronized (lipstick){
                    System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                }
            }
        }

    }
}

结果导致，

灰姑凉获得口红的锁

白雪公主获得镜子的锁

使得相互等待对方释放资源

解决

  //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){
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);             
            }
             synchronized (mirror){
                    System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                }
        }else{
            synchronized (mirror){
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
             
            }
             synchronized (lipstick){
                    System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                }
        }

    }

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，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：若干个进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

7 Lock(锁)

可重入锁

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，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。

lock锁案例

package com.yw.goji;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock2 testLock2=new TestLock2();

        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
    }
}

class  TestLock2 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();//解锁
                }
        }
    }
}

Synchronized 与 Lock 的对比 1.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 2.Lock只有代码块锁,synchronized有代码块锁和方法锁 3.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) 4.优先使用顺序: Lock > 同步代码块（已经进入了方法体，分配相应资源） > 同步方法（在方法体之外）

8 生产者与消费者问题

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

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lllegalMonitorStateException

解决方式1：并发协作模型“生产者/消费者模式”—>管程法 1.生产者:负责生产数据的模块(可能是方法﹐对象﹐线程,进程); 2.消费者∶负责处理数据的模块(可能是方法,对象﹐线程﹐进程); 3.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

8.1 管程法

package com.yw.goji;

//生产者/消费者模式”—>管程法
//生产者 消费者 产品 缓冲区
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container=new SynContainer();
        Productor productor=new Productor(container);
        Comsumer comsumer=new Comsumer(container);

        productor.start();
        comsumer.start();

    }
}


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

    public Productor(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 Comsumer extends Thread{
    SynContainer container;

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

    //消费
    @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{
    //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){
        if (count==chickens.length){
            //通知消费者消费，生产者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果没有满，我们就需要丢入产品
        chickens[count]=chicken;
        count++;

        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者放入产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //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
        count--;
        Chicken chicken=chickens[count];

        //消费完了，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

8.2 信号灯法

package com.yw.goji;

//生产者/消费者模式”—>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("快乐大本营");
            }else {
                this.tv.play("抖音：记录美好生活");
            }
        }
    }
}


//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{
    //演员表演，观众等待
    //观众观看，演员等待
    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.voice=voice;
        //通知唤醒
        this.notifyAll();

        this.flag=!this.flag;
    }

    //观看
    public synchronized void watch(){


        if (flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观看了："+voice);
        //通知演员表演
        this.notifyAll();
    }
}

9 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: 1.提高响应速度（减少了创建新线程的时间) 2.降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建) 3.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 cgmmand):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

package com.yw.goji;


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

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

        //执行
        service.execute(new MyThread()); service.execute(new MyThread());
        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() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}