狂神Java并发笔记

发表于 2021-03-17 分类于 Java并发

1. 进程与线程（Process与Thread）

程序：指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。进程：是执行程序的一次执行过程，是一个动态的概念。是系统资源分配的单位。一个进程可以包含有多个线程，一个进程至少有一个线程，否则无存在的意义。线程：CPU调度和执行的单位。

多线程就是分时利用CPU，宏观上让所有线程一起执行，也叫并发。

核心概念

线程就是独立的执行路径；
在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程；
main()称为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序；
在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能认为干预的；
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，如CPU调度时间，并发控制开销；
每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

2. 线程创建（重点）

1）、继承Thread类

a.创建Thread类 b.重写run()方法 c.调用start()开启线程

//创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start()开启线程
public class Test01 extends Thread{

	@Override
	public void run() {
		//run方法线程体
		for (int i = 0; i <20; i++) {
			System.out.println("我在看代码");
		}
		
	}
	public static void main(String[] args) {
		//main线程，主线程
		
		//创建一个线程对象
		Test01 t= new Test01();
//		t.run();     调用run()方法，执行完run方法体再执行main方法体
		//调用start()方法开启线程     同时执行
		t.start();
		
		for (int i = 0; i < 2000; i++) {
			System.out.println(“我在学多线程"+i);
		}
	}
}

总结：线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行

2）、实现Runnable接口

a.实现Runnable接口 b.重写run(）方法 c.创建线程对象，调用start()方法启动线程

public class Test01 implements Runnable{

	@Override
	public void run() {
		//run方法线程体
		for (int i = 0; i <20; i++) {
			System.out.println("我在看代码");
		}
		
	}
	public static void main(String[] args) {
		//创建Runnable接口的实现类对象
		Test01 t= new Test01();
        //创建线程对象，通过线程对象来开启线程，代理
		//Thread thread = new Thread(t);
        //thread.start();
        new Thread(t).start();
		
		for (int i = 0; i < 2000; i++) {
			System.out.println(“我在学多线程"+i);
		}
    }
}

小结

以上两者区别

继承Thread类：
- 子类继承Thread类具备多线程能力
- 启动线程：子类对象.start()
- 不建议使用：避免OOP单继承局限性
实现Runnable接口
- 实现Runnable接口具备多线程能力
- 启动线程：new Thread(子类对象).start()
- 推荐使用：避免单继承局限性，方便同一个对象被多个线程使用

练习：买票

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

	@Override
	public void run() {
		while(true){
			if(ticketNums<=0){
				break;
			}
			
			//模拟延时
			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) {
		TestTread ticket = new TestTread();
		
		new Thread(ticket,"小明").start();
		new Thread(ticket,"老师").start();
		new Thread(ticket,"黄牛").start();
	}
}

发现问题：不同的人拿到了同一张票。多个线程操作同一资源的情况下，线程不安全，数据紊乱。

3）、实现Callable接口（了解即可）

3. 静态代理

——多线程底层实现原理例子：真实角色:你；代理角色:婚庆公司；结婚:实现结婚接口

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

}

interface Marry{
	void happyMarry();
}

//真实角色
class You implements Marry{

	@Override
	public void happyMarry() {
		System.out.println("结婚了真开心！");
		
	}
	
}

//代理角色，帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry{
	
	private Marry target;
	//target传入真实目标角色
	public WeddingCompany(Marry target){
		this.target = target;
	}
	
	@Override
	public void happyMarry() {
		before();
		this.target.happyMarry();//这就是真实对象
		after();
		
	}

	private void after() {
		System.out.println("结婚之后，收尾款");
		
	}

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

总结：

静态代理有如下要素： 1.目标角色（真实角色）。 2.代理角色。 3.目标角色和代理角色实现同一接口。 4.代理角色持有目标角色的引用。

优点：代理对象可以做很多真实对象不能做的事情，真实对象专注自己的事情

结合线程来看：线程体（也就是我们要执行的具体任务）实现了Runnable接口和run方法。同时Thread类也实现了Runnable接口。此时，线程体就相当于目标角色，Thread就相当于代理角色。当程序调用了Thread的start()方法后，Thread的run()方法会在某个特定的时候被调用。 Thread类中对Runnable接口的run方法的实现：

@Override
   public void run() {
       if (target != null) {
           target.run();
       }
   }

start()与run()方法的区别：

start：用start方法来启动线程，真正实现了多线程运行，这时无需等待run方法体代码执行完毕而直接继续执行下面的代码。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程，这时此线程处于就绪（可运行）状态，并没有运行，一旦得到cpu时间片，就开始执行run()方法，这里方法 run()称为线程体，它包含了要执行的这个线程的内容，Run方法运行结束，此线程随即终止。
run： run()方法只是类的一个普通方法而已，如果直接调用Run方法，程序中依然只有主线程这一个线程，其程序执行路径还是只有一条，还是要顺序执行，还是要等待run方法体执行完毕后才可继续执行下面的代码，这样就没有达到写线程的目的。
总结：调用start方法方可启动线程，真正实现了多线程运行。而run方法只是thread的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。这两个方法应该都比较熟悉，把需要并行处理的代码放在run()方法中，start()方法启动线程将自动调用 run()方法，这是由jvm的内存机制规定的。并且run()方法必须是public访问权限，返回值类型为void。

4. Lambda表达式

避免匿名内部类定义过多
实质属于函数式编程的概念

1.作用

避免匿名内部类定义过多
使代码看起来简介
简化代码，只留下核心逻辑

2.函数式接口

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 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。

3.lambda简单推导

/**
 * 推导Lambda表达式
 * 一步步简化
 */
public class TestLambda {

    //3.静态内部类
    static class Like2 implements Ilike{

        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("i like lambda2");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Ilike like = new Like();
        like.lambda();

        like = new Like2();
        like.lambda();

        //4.局部内部类
        class Like3 implements Ilike{

            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda4");
            }
        }

        like = new Like3();
        like.lambda();

        //5.匿名内部类
        like = new Ilike() {

            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda5");
            }
        };

        like.lambda();


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

    }

}

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

//2.实现类
class Like implements Ilike{

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

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。
lambda表达式的前提是接口为函数式接口。
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。

5. 线程状态

1、线程状态

2、线程停止的方法

建议线程正常停止（自己停下来）——>利用次数，不建议死循环
建议使用标志位进行终止变量——>设置一个标志位flag，当flag = false，则终止线程运行。
不要使用stop或者destroy等过时或者JDK不建议使用的方法

public class TestStop implements Runnable{
    //1.设置一个标志位
    private boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while(flag){
            System.out.println("run...Thread"+ i++);
        }
    }
    
    //2.设置一个公开的方法停止线程，转换标志位
    public void stop(){
        this.flag = false;
    }

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

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main"+i);
            if(i==900){
                //调用stop方法切换标志位，让线程停止
                stop.stop();
                System.out.println("线程停止了");
            }
        }
    }
}

3、线程休眠

leep(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。

4、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。

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()+"-->START");
        Thread.yield();   //礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->END");
    }
}

不进行礼让（或礼让但失败了）：

进行礼让且礼让成功：

5、线程强制执行 - join()

join合并线程，待此线程执行完后，再执行其它线程，其它线程阻塞；
可以想象成插队

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 {
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);

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

测试结果：

线程插队，执行完（打印100次）之后再执行主线程

6、观测线程状态

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);    //NEW

        //观察后启动
        thread.start();   //启动线程
        state = thread.getState();
        System.out.println();   //Runnable

        while(state != Thread.State.TERMINATED){  //只要线程不停止，就一直输出状态
            Thread.sleep(100);
            state = thread.getState();    //更新线程状态
            System.out.println(state);   //输出状态
            
            //thread.start();   报错，因为已经死亡的线程不能再启动
        }
    }
}

测试结果：

7、线程的优先级

Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调度器按照优先级来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;
使用一下方法改变或获取优先级

getPriority.setPriority(int xxx)

优先级的设定建议在start()调度前

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(4);
        t3.start();

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

//        t5.setPriority(-1);   //Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException
//        t5.start();
//
//        t6.setPriority(11);   //Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException
//        t6.start();

    }

}

class MyPriority implements  Runnable{

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

测试结果：总结：优先级低只是意味着获得调度的概率低，并不是优先级低就不会被调用了。这都看CPU的调度。

8、守护线程 - setDaemon(true)

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（如，main）
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……）

//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表示是用户线程，正常的线程都是用户线程

        thread.start();  //上帝守护线程启动

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

//上帝
class God implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            System.out.println("上帝保佑你");
        }
    }
}

//你
class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("你一生都开心的活着");
        }
        System.out.println("=====GoodBye World!======");
    }
}

测试结果：You的线程执行完毕，虚拟机即可进行GC。

6. 线程同步（重点、难点）

6.1 线程同步

并发：同一个对象被多个线程同时操作（如：上万人同时抢票）

处理多线程问题时，多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。这时则需要线程同步。
线程同步其实是一种等待机制，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，等待前面的线程使用完毕，下一个线程再使用。
线程同步的形成条件：==队列+锁==（每个对象都有一把锁）

6.2 三大不安全案例

(1)买票

//线程不安全 有负数
public class UnsafeBuyTicket  implements  Runnable{
    //票数
    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;  //外部停止方法

    @Override
    public void run() {
        while(flag){
           buy();
        }
    }
    
    public void  buy(){
        //判断是否有票
        if(ticketNums<=0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        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) {
        UnsafeBuyTicket ticket = new UnsafeBuyTicket();

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

结果出现负数

(2)不安全的银行

public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(100,"基金");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing wo = new Drawing(account,100,"我");

        you.start();
        wo.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 Drawing extends Thread{
    Account account;  //账户
    int drawingMoney;  //取了多少钱
    int nowMoney;   //现在手里有多少钱

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

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        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 - 取的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //手里的钱
        nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

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

测试结果：

基金余额为：100
你手里的钱：50
我钱不够，取不了

添加休眠后，you线程暂停，wo线程执行。放大了问题的发生性。此时测试结果：

基金余额为：50
你手里的钱：50
基金余额为：-50
我手里的钱：100

两个人都在余额100时取钱，线程不安全。

(3)不安全的集合

public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
               list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println(list.size());
    }
}
//输出：9999

6.3 同步方法和同步方法块

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
方法里需要修改的内容才需要锁，否则浪费资源

对于刚才买票的例子：

public class UnsafeBuyTicket  implements  Runnable{
    //票数
    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;  //外部停止方法

    @Override
    public void run() {
        while(flag){
           try {
           		buy();
           } catch (InterruptedException e) {
            	e.printStackTrace();
        	}
        }
    }
    //synchronized 同步方法，锁的是this
    public synchronized void buy() throws InterruptedException{
        //判断是否有票
        if(ticketNums<=0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        Thread.sleep(200);
     
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNums-- +"票");
    }

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

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

测试结果：当前这个人买到票才释放锁，才能再买票

同步代码块

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 [反射中讲解]
同步监视器的执行过程

1.第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码. 2.第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问. 3.第一个线程访问完毕，解锁同步监视器 4.第二个线程访问，发现同步监视器没有锁,然后锁定并访问对于银行取钱的例子：

public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(100,"基金");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing wo = new Drawing(account,100,"我");

        you.start();
        wo.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 Drawing extends Thread{
    Account account;  //账户
    int drawingMoney;  //取了多少钱
    int nowMoney;   //现在手里有多少钱

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

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //锁的对象就是变化的量，需要增删改的量
        synchronized(account){
        	//判断有没有钱
        	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 - 取的钱
        	account.money = account.money - drawingMoney;
        	//手里的钱
        	nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

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

测试结果：如果使用同步方法，锁的是this，是对象本身（银行），对于改变的用户没有用。锁的对象就是变化的量，需要增删改的量。

对于集合的例子：

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

7. 死锁

1、定义

多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”时，就可能会发生“死锁”的问题。

//死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源
public class DeadLock {

    public static void main(String[] args) {
        Makeup m1 = new Makeup(0,"灰姑凉");
        Makeup m2 = new Makeup(1,"白雪公主");

        m1.start();
        m2.start();
    }
}

//口红
class Lipstick{

}

//镜子
class Mirror{

}

//化妆
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 name;   //使用化妆品的人

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

    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if(choice == 0){
            synchronized (lipstick){  //获得口红的锁
                System.out.println(this.name+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);

                synchronized (mirror){  //一秒钟后想获得镜子的锁
                    System.out.println(this.name+"获得镜子的锁");
                }
            }
        }else{
            synchronized (mirror){  //获得镜子的锁
                System.out.println(this.name+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
                synchronized (lipstick) {  //两秒钟后想获得口红的锁
                    System.out.println(this.name + "获得口红的锁");
                }
            }
        }
    }

}

执行结果：将程序修改一下，把同步代码块拿出来，两个人不抱着对方的锁就好了。

if(choice == 0){
      synchronized (lipstick){  //获得口红的锁
          System.out.println(this.name+"获得口红的锁");
          Thread.sleep(1000);
      }
      synchronized (mirror){  //一秒钟后想获得镜子的锁
          System.out.println(this.name+"获得镜子的锁");
      }
  }else{
      synchronized (mirror){  //获得镜子的锁
          System.out.println(this.name+"获得镜子的锁");
          Thread.sleep(2000);
      }
      synchronized (lipstick) {  //两秒钟后想获得口红的锁
          System.out.println(this.name + "获得口红的锁");
      }
  }

执行结果：正常结束。

2.死锁避免方法

产生死锁的四个必要条件：

互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
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。
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。

只要破坏其中一个。就可以避免死锁。

8. Lock锁

从JDK 5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制—— 通过显式定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当
java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象
ReentrantLock类（可重入锁）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。
语法：

举例，买票：

class TestLock2 implements Runnable {

    int ticketNums = 10;

    //定义Lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

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

synchronized与Lock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)

9. 线程通信—生产者消费者模式

（1）应用场景:生产者和消费者问题 ◆ 假设仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中产品取走消费。 ◆ 如果仓库中没有产品，则生产者将产品放入仓库，否则停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止。 ◆ 如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费，否则停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止。（2）分析： 这是一个线程同步问题，生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件。 ◆ 对于生产者，没有生产产品之前，要通知消费者等待。而生产了产品之后又需要马上通知消费者消费。 ◆ 对于消费者，在消费之后，要通知生产者已经结束消费，需要生产新的产品以供消费。 ◆ 在生产者消费者问题中，仅有synchronized是不够的 ◆ synchronized可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步 ◆ synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信) (3)解决方式： 并发协作模型“生产者/消费者模式”–>

a.管程法

◆生产者:负责生产数据的模块(可能是方法,对象,线程,进程); ◆消费者:负责处理数据的模块(可能是方法,对象,线程,进程); ◆缓冲区:消费者不能直接使用生产者的数据,他们之间有个“缓冲区“ 生产者将生产好的数据放入缓冲区，消费者从缓冲区拿出数据 分析代码，需要四个类：

产品类，这里用鸡举例，每只鸡有编号id
生产者负责生产，也就是把鸡不断放入缓冲区
消费者负责消费，也就是从缓冲池不断取出鸡
缓冲区，定义容器大小和放入、取出的方法

利用缓冲区容量来设定线程什么时候等待，什么时候唤醒，实现线程通信。

//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("生产了第"+i+"只鸡");
        }
    }
}

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

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

    //消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了----第"+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{
    //需要一个容器大小
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];
    //容器计数器
    int count = 0;

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


    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //判断能否消费
        if(count == 0){
            //通等待生产者生产
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果可以消费。就取出产品
        count--;
       Chicken chicken = chickens[count];

        //可以通知生产者消费了
        this.notifyAll();

       return chicken;
    }
}

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

b.信号灯法，通过标志位** 利用判断标志位来设定线程什么时候等待，什么时候唤醒，实现线程通信。

//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("天天向上");
            }
        }
    }
}

//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++) {
            tv.watch();
        }
    }
}

//产品--节目
class TV{
    //演员表演，观众等待  T
    //观众观看，演员等待  F
    String voice;   //表演节目
    boolean flag = true;

    //表演
    public synchronized void play(String voice){
        if(!flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演了："+voice);
        //通知观众观看
        this.notifyAll();   //通知唤醒
        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;
    }

}

10. 线程池

使用线程池

◆ 背景:经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。 ◆ 思路:提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。 ◆ 好处:

提高响应速度(减少了创建新线程的时间)
降低资源消耗(重复利用线程池中线程，不需要每次都创建)
便于线程管理…

corePoolSize : 核心池的大小 maximumPoolSize :最大线程数 keepAliveTime : 线程没有任务时最多保持多长时间后会终止 ◆ JDK 5.0起提供了线程池相关API: ExecutorService 和Executors ◆ ExecutorService: 真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor void execute(Runnable command) :执行任务/命令,没有返回值，一般用来执行Runnable Future submit(Callable task) :执行任务,有返回值，一般用来执行Callable void shutdown() :关闭连接池 ◆ Executors: 工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池

public class TestPool {

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

        //执行
        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());
    }
}

测试结果：

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