java线程复习

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本文详细解析了Java中进程与线程的区别，包括它们的资源分配和调度特性，以及线程的三种创建方式：继承Thread类、实现Runnable接口和Callable接口。此外，还介绍了线程同步、死锁及其避免方法，以及线程池的使用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

进程与线程的区别

（process\Thread）

线程是程序执行的最小单位，而进程是操作系统分配资源的最小单位；
一个进程由一个或多个线程组成，线程是一个进程中代码的不同执行路线
进程之间相互独立，但同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段，数据集，堆等)及一些进程级的资源(如打开文件和信号等)，某进程内的线程在其他进程不可见；
调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。

简单总结：
线程就是独立的执行路径，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，为系统入口，用于执行整个程序，在一个进程中，如果开辟了多个线程线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统密切相关的，先后顺序是不能人为干预的。对同一份资源操作时，会存在资源抢夺问题，需要加入并发控制。线程会带来额外的开销（CPU调度时间等），并发控制开销，每个线程在自己工作内存交互，内存控制不当会导致数据不一致。
单线程只有一条执行路径，多线程多条路径***交替***执行。线程不是立即执行，需要由CPU调度。

线程创建方式：

1继承Thread类：

1.自定义线程类继承Thread类。
2.重写run()方法，编写线程体。
3.创建线程对象，调用start方法。

package com.cihiyuanzhang.Thread01;
public class TestThread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("xxx"+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        //main主线程
        //重新开辟一个线程
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
        testThread1.start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("xxXXXXXXXX"+i);
        }
    }

}

下面是一个从url上面下载图片到本地的例子（多线程同时下载）
用到一个common-io-2.6的jar包

package com.cihiyuanzhang.Thread01;

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图片

public class TestThread2 extends Thread{
    private String url;  //地址
    private String name; //名字
    public TestThread2(String url,String name){
        this.url=url;
        this.name=name;
    }

    @Override
    public void run() {
        webDownload webDownloader = new webDownload();
        webDownloader.download(url,name);
        System.out.println("下载的文件名字为"+name);

    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 testThread1=new TestThread2("www.baidu.com","Trump");
        TestThread2 testThread2=new TestThread2("www.baidu.com","Trump");
        TestThread2 testThread3=new TestThread2("www.baidu.com","Trump");
        TestThread2 testThread4=new TestThread2("www.baidu.com","Trump");

        testThread1.start();
        testThread2.start();
        testThread3.start();
        testThread4.start();
    }
}

class webDownload{
    //下载方法
    public void download(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("webdownload异常、、");
        }
    }
}

2实现Runnable接口：

1.实现runnable接口，
2.重写run方法
3.执行线程丢入runnable接口实现类
4.调用start接口

下面是一个实现例子：

package com.cihiyuanzhang.Thread01;

//实现Runnable接口，重写run方法，
public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("xxx"+i);
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        //创建runnable实现类接口对象
        TestThread3 testThread3 =new TestThread3();
        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理模式
        Thread thread = new Thread(testThread3);
        thread.start();

        //或者简写
        //new Thread(testThread3).start();
    }

}

3实现callable接口：

实现callable接口，需要返回值类型
重写call方法，需要抛出异常
创建目标对象
创建执行服务：executorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1)
提交执行 Future < boolean > result1=ser.submit(ti)
获取结果 boolean r1 = resule1.get()
关闭服务ser.shutdowmNow()

以下为实现callable接口的例子，从网上下载资源

package com.cihiyuanzhang.Thread02;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

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

public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    public String url;
    public String name;



    @Override
    public Boolean call() throws Exception {
        webDownload webDownloader=new webDownload();
        webDownloader.download(url,name);
        System.out.println("下载了");
        return null;
    }
    public TestCallable(String url,String name){
        this.url=url;
        this.name=name;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1=new TestCallable("www.cihiyuanzhang.com","first");
        TestCallable t2=new TestCallable("www.cihiyuanzhang.com","first");
        TestCallable t3=new TestCallable("www.cihiyuanzhang.com","first");

        //创建执行服务
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3); //创建个池子开三个线程
        //提交执行

        Future<Boolean> r1=service.submit(t1);
        Future<Boolean> r2=service.submit(t2);
        Future<Boolean> r3=service.submit(t3);

        //获取结果
        boolean rs1=r1.get();
        boolean rs2=r2.get();
        boolean rs3=r3.get();

        service.shutdownNow();
    }


}


class webDownload{
    //下载方法
    public void download(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("webdownload异常、、");
        }
    }
}

小结一下：
1.使用继承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
2.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，避免单继承的局限性，灵活方便方便同一个对象被多个线程使用。
3实现callable接口：
实现callable接口，需要返回值类型
重写call方法，需要抛出异常
创建目标对象
创建执行服务：executorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1)
提交执行 Future < boolean > result1=ser.submit(ti)
获取结果 boolean r1 = resule1.get()
关闭服务ser.shutdowmNow()

线程不安全例子：买票

package com.cihiyuanzhang.Thread01;
//买火车票的例子
//多个线程对同一个资源操作的情况下，线程不安全了
public class TestThread4 implements Runnable{
    private int ticketNums=10;

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

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

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

用线程同步来解决。

龟兔赛跑

龟兔赛跑的例子，实现runnable接口，丢到Thread里边启动的例子。

package com.cihiyuanzhang.Thread01;

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
            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");
        }
    }

    private boolean gameOver(int step){
        //判断是否有胜利者
        if(winner!=null){
            return true;
        }
        else {
            if (step>=100){
                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,"乌龟").start();
        new Thread(race,"兔子").start();
    }
}

静态代理

通过以下的例子复习静态代理的内容。结婚案例。真是对象和代理对象都要实现同一个接口。代理对象要代理真是角色。
好处：代理对象可以做好多真实对象做不了的事情，使得真实对象专注于做自己的事情。
婚礼例子

package com.cihiyuanzhang.proxystatic;

import sun.java2d.opengl.WGLSurfaceData;

public class StaticProxy {

    //久旱逢甘霖
    //他乡遇故知
    //洞房花烛夜
    //金榜题名时
    public static void main(String[] args) {
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
        weddingCompany.HappyMarry();
    }


}

interface Marry{
    void HappyMarry();
}


//真是角色，你结婚
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry() {

        //lambda表达式
        //多线程

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

        System.out.println("要结婚了，很开心");
    }
}

//帮助角色，帮你结婚
class WeddingCompany implements Marry{
    //代理谁，真实角色
    private Marry target;

    public WeddingCompany(Marry target){
        this.target=target;
    }
    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();
        after();
    }
    private void before(){
        System.out.println("布置现场");
    }
    private void after(){
        System.out.println("收钱");
    }
}

函数式接口与lambda表达式

函数式接口：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，对于函数式接口，我么可以通过lambda表达式来创建该接口的对象。

以下是逐步简化过程，定义接口，定义实现类，主函数调用三部分
包括匿名内部类，局部内部类，静态内部类到lambda表达式。几种方法

package com.cihiyuanzhang.lambda;
/*
推到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("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("lambda3");
            }
        }
        like=new Like3();
        like.lambda();

        //5匿名内部类,没有类的名称，借助于接口或者父类
        like=new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("lambda3");
            }
        };
        like.lambda();


        //6 JDK1.8 用lambda表达式
        like=()->{
            System.out.println("lambdaaaa");
        };
        like.lambda();


    }
}
//1定义函数式接口
interface ILike{
    void lambda();
}
//2实现类
class Like implements ILike{
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("lambda");
    }
}

lambda表达式的简化：

package com.cihiyuanzhang.lambda;

public class TestLambda2 {
    public static void main(String[] args) {

        //1lambda表示简化
        ILove love =(int a)-> {
            System.out.println("love"+a);
        };

        //简化1，去掉参数类型，多个参数也可以，
        love =(a)-> {
            System.out.println("love"+a);
        };

        //简化2，去掉括号
        love =a-> {
            System.out.println("love"+a);
        };
        //简化3，去掉花括号 ，只有一行的时候。
        love =a->System.out.println("love"+a);

        love.love(520);
    }
}

interface ILove{
    void love(int a);
}

多线程的五个状态

线程的五个状态
结合代码详解：
线程状态

线程停止

用外部标志位让线程停止：
例子：

package com.cihiyuanzhang.state;

public class TestStop implements Runnable{

    //设置一个标识位
    boolean flag=true;

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

    //设置一个方法停止线程
    public void stop(){
        this.flag=false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestStop testStop = new TestStop();
        new Thread(testStop).start();

        for (int q = 0; q < 1000; q++) {
            if (q==900){
                //调用stop标志位，让线程停止
                testStop.stop();
                System.out.println("线程停止了");
            }
        }
    }
}

线程休眠

sleep(时间)指当前线程阻塞的毫秒数
sleep存在异常，interruptedException
sleep时间达到后线程进入就绪状态
sleep可以模拟网络延时，倒计时等
每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁

模拟网络延时：放大问题的发生性：
例子

package com.cihiyuanzhang.state;

//模拟网络延时
public class TestSleep implements Runnable{

    //票数
    private int ticketNums=10;
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            if(ticketNums<=0){
                break;
            }
            try{
                Thread.sleep(200);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()"拿到了"+ticketNums);
    }

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

    }

}

模拟倒计时

package com.cihiyuanzhang.state;

//模拟倒计时
public class TestSleep2 {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            turnDown();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void turnDown() throws InterruptedException {
        int num=10;
        while (true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num<0){
                break;
            }
        }
    }
}

打印当前时间：

public class TestSleep2 {

    public static void main(String[] args) {
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis()); //获取当前时间
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
            startTime=new Date(System.currentTimeMillis()); //更新当前时间
        }


    }

线程礼让

（Yield）让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞，将线程从运行状态为就绪状态，让CPU重新调度，礼让不一定成功，看CPU调度
礼让例子

package com.cihiyuanzhang.state;

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

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

package com.cihiyuanzhang.state;

//测试join方法
public class TestJoin implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("线程VIP来了"+i);
        }
    }

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

        //启动我们的线程
        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("main"+i);
        }

    }
}

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。

线程优先级

java提供一个线程调度器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用数字表示，范围1-10

Thread.MIN_PRIORITY=1;
Thread.MAX_PRIORITY=10;
Thread.NORM_PRIORITY=5;

getPriority().setPriority();//改变优先级

例子

package com.cihiyuanzhang.state;

import org.omg.PortableServer.THREAD_POLICY_ID;

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);

        //先设置优先级再启动
        t1.start();

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

        t3.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        t3.start();

        t4.start();
        t5.start();
        t6.start();
    }
}




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

低优先级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。

性能导致：CPU执行的优先级低的线程
默认是5，公平竞争。

守护线程

（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（main）执行完毕，
虚拟机不用等待守护线程执行完毕
例如：后台记录操作日志，监控内存，垃圾回收等待等
例子：

package com.cihiyuanzhang.state;
//测试守护线程
//上帝守护你
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是用户线程，这里设置为守护线程
        thread.start(); //守护线程启动

        new Thread(you).start();  //虚拟机不用等待守护线程执行完毕，确保用户线程执行完毕
    }
}
class God implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝保佑你");
        }
    }
}
class You implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 360; i++) {
            System.out.println("或者");
        }
        System.out.println("bey");
    }
}

线程同步

发生在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
线程同步实际上就是一种等待机制，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。

使用队列和锁，解决线程不安全问题。由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问时的正确性，在访问时加入锁机制，synchronized，当一个线程获得对象的排他锁，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：
1一个线程持有锁会导致其他有需要的线程挂起
2多线程竞争下，加锁，释放锁回导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题
3如果一个优先级高得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。

银行取钱不安全例子：

package com.cihiyuanzhang.syn;

public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account= new Account(100,"结婚");
        Drawing you=new Drawing(account,50,"你");
        Drawing youWife=new Drawing(account,100,"你laopo");
        you.start();
        youWife.start();
    }
}

class Account{
    int money;
    String name;

    public int getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(int money) {
        this.money = money;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = 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;
    int drawingMoney;
    int nowMoney;

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

    //取钱

    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if (account.money-drawingMoney<0){
            System.out.println("每钱");
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(100);   //sleep方法问题发生性
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //取钱
        account.money-=drawingMoney;
        nowMoney+=drawingMoney;
        System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
        System.out.println(this.getName()+"手机里的钱"+nowMoney);

    }
}

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方法控制对象的访问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法必须获得调用该方法的对象锁才能执行，否则会阻塞，方法一旦执行，就独占锁，知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。
缺点：将一个大的方法声明为synchronized将会影响效率。（只读与修改）

可以用synchronized代码块：同步块
synchronized（obj）{}
obj称之为同步监视器，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（注解与反射的内容）

同步监视器的执行过程：
1第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码
2第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问，
3第一个线程访问完毕，解锁同步监视器
4第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问。

JUC安全类型集合
小例子：

package com.cihiyuanzhang.syn;

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

//测试JUC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();
        }
    }
}

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，都停止执行的情景，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。
竞争资源死锁情况示例：

package com.cihiyuanzhang.Thread03;

//多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        MakeUp g1=new MakeUp(0,"huhuhui");
        MakeUp g2=new MakeUp(1,"baibaibai");
        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
    static Lipstick lipstick= new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();


    int choice;
    String girl;

    MakeUp(int choice,String girl){
        this.choice=choice;
        this.girl=girl;

    }

    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice==0){
            synchronized (lipstick){ //获得口红的锁
                System.out.println(this.girl+"获得口红");
                Thread.sleep(1000);
                                        //一秒后想想获得镜子的锁
                synchronized (mirror){
                    System.out.println(this.girl+"获得镜子");
                }
            }
        }
        else {
            synchronized (mirror){ //获得口红的锁
                System.out.println(this.girl+"获得jingzi");
                Thread.sleep(3000);
                //一秒后想想获得镜子的锁
                synchronized (lipstick){
                    System.out.println(this.girl+"获得kouhong");
                }
            }
        }
    }
}

改进方法：不能在锁中去再进行锁资源，可以选择释放之后再去获取资源，第二个 synchronized 放在第一个 synchronized 的外面

死锁避免方法

死锁产生条件

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，进程已经获得的资源，在没有使用玩车个之前，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

破坏其中之一的条件，就能避免死锁的发生。

lock锁

通过显示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,
可以显示加锁，释放锁。

例子：

package com.cihiyuanzhang.syn;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestLock {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void main(String[] args) {
        lock.lock();
        try {
            //保证线程安全的代码
        }
        finally {
            lock.unlock();
            //如果同步代码有异常，要将unlock写入finally语句块中
        }
    }
}

synchronized 与 lock对比
1 lock是显式锁，手动开启关闭，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，有更高的扩展性。
4 优先使用顺序：lock > 同步代码块（方法体内，分配了相应的资源） > 同步方法（方法体外）

线程通信

简单例子：生产者消费者问题，
java提供了几个方法解决线程之间的通信问题
wait( )表示线程会一直等待，知道其他线程通知，与sleep不同，他会释放
wait( long 毫秒) 指定等待的毫秒数

notify() 唤醒一个处于等待状态的线程，
notifyall() 唤醒同一个对象上所有调用wait()的线程。优先级别高的线程优先调度

生产者消费者问题解决方法
1管程法：并发协作模型，使用缓冲区进行。
2信号灯法：并发协作模型，设立标志位

方法1示例：

package com.cihiyuanzhang.syn;

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

//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContainer container;
    public Productor(SynContainer container){
        this.container=container;
    }

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

//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;

    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];
    int count=0;
    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        //如果容器满了，就需要等待消费者消费
        if(count==chickens.length){
            //通知消费者消费，生产等待
        }

        //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();
    }

    //消费者消费
    public synchronized Chicken pop(){
        //判断能够消费
        if (count==0){
            //等待生产者生产，消费者等待
        }
        //如果可以消费
        count--;
        Chicken chicken=chickens[count];
        //吃完了通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return chicken;

    }
}

方法2示例：

package com.cihiyuanzhang.syn;

//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=new 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");
            }
            else {
                this.tv.play("抖音");
            }
        }
    }
}

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

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

class TV{
    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=!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();
        this.flag=!this.flag;
    }
}

线程池

背景：经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池子中，避免创建销毁，实现重复利用
好处：可以提高相应速度，降低资源消耗，便于线程管理
corePoolSize:核心池的大小
maximumPoolSize：最大线程数
keepAliveTime：线程没有任务最多保持多长时间后会终止。

相关API ExecutorService和Executors
ExecutorService是真正的线程池接口，常见子类ThreadPoolExecutor
void execufte(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，没有返回值，一般用老执行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。

示例：

package com.cihiyuanzhang.syn;

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

public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //创建线程池
        ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(10);
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());

        //关闭连接
        service.shutdownNow();
    }
}

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