这些是笔者学习Java基础时的笔记,供后来者参考(学习是持之以恒的的事情,一定要坚持哟,切记!切记!!!)
1、线程安全问题
问题描述:当多个窗口(多个线程)同时售票,票为共享数据源;当不对窗口(线程)进行限制的时候,就容易造成线程安全问题。
//下面的例子
public class Ticket implements Runnable {
private static int num = 100;
@Override
public void run() {
while(true){
if(num>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale..."+num);
num--;
}else{
break;
}
}
}
}
public static void main(String[] args){
Ticket ticket = new Ticket();
Thread thread = new Thread(ticket);
Thread thread1 = new Thread(ticket);
Thread thread2 = new Thread(ticket);
thread.start();
thread1.start();
thread2.start();
}
此时,运行代码,可能产生重票和跳票的问题,这就是多个线程同时操作相同资源,造成的线程不安全问题。
2、解决线程安全问题(使用同步机制)
(1)类锁和对象锁:
1、类锁:在代码中的方法加static和synchronized的锁,或者synchroonized(xxx.class)
2、对象锁:在代码中的非静态方法加了synchronized的锁,或者synchronized(this)的代码段;
3、私有锁:在类内部声明一个私有属性如private Object lock,在需要加锁的代码段synchronized(lock)
(2)同步代码块:
synchronized(锁){ //锁可以为任意对象,但是需要保证多线程用的是同一把锁
对同一个资源的操作语句。
}
(3)同步方法:
<1>同步方法的锁:this;
public class Ticket implements Runnable {
private static int num = 100;
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized (this){
if(num > 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale..."+num);
num--;
}else{
break;
}
}
}
}
}
<2>静态同步方法的锁:类名.class,使用synchronized修饰需要同步的方法;
public class Ticket implements Runnable {
private static int num = 100;
@Override
public void run() {
while(num>0){
printTicket();
}
}
private synchronized void printTicket(){
if(num > 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale..."+num);
num--;
}
}
}
3、死锁问题
同步机制解决了线程安全问题,同时也可能引入新的问题:线程死锁问题。
问题描述:两个线程操作同一个资源,但是在该资源上添加了两个锁A,B,当其中一个线程获取了锁A,同时另一个线程获取了锁B,这时就造成了线程死锁。
所以在平常开发过程中,为避免死锁,就要尽量避免同步代码块的嵌套。
死锁实例:
需求描述:用程序来描述以下情况:一手交钱一手交货。商家与顾客两人都是很小气的人,顾客买商家的东西,商家收顾客的前,顾客说:先给我货我再给你钱;商家说:先给我钱我再给你货。最好的结局就是各自得到各自的东西。
代码:
public class Customer extends Thread {
public static Object money = new Object();
@Override
public void run() {
synchronized (money){
System.out.println("客户等商家给货");
synchronized (Seller.goods){
System.out.println("客户给商家钱");
}
}
}
}
public class Seller extends Thread {
public static Object goods = new Object();
@Override
public void run() {
synchronized (goods){
System.out.println("商家等客户给钱");
synchronized (Customer.money){
System.out.println("商家给客户活");
}
}
}
}
public class DeadLockDemo {
public static void main(String[] args){
Thread t1 = new Customer();
Thread t2 = new Seller();
t1.start();
t2.start();
}
}
4、等待唤醒机制
(1)当多个线程执行相同的任务,操作相同在资源的时候,使用加锁机制,同步线程没有问题。但当多线程的执行任务不同时,加锁机制就失效了;这时我们就使用等待唤醒机制,完成线程同步。
(2)问题线程(两个问题,一读写资源不同步,二、线程不是交替执行(不是生产消费模型)):
public class Resource {
String name;
String sex;
}
public class Input implements Runnable{
Resource r;
public Input(Resource r){
this.r = r;
}
@Override
public void run() {
int x=0;
while(true){
if(x == 0){
r.name = "张三";
r.sex = "男";
}else{
r.name = "小红";
r.sex = "女";
}
x=(x+1)%2;
}
}
}
public class Output implements Runnable{
Resource r;
public Output(Resource r){
this.r = r;
}
@Override
public void run() {
while(true){
System.out.println("---------name:"+r.name+" sex:"+r.sex);
}
}
}
public class ThreadDemo2 {
public static void main(String[] args){
Resource resource = new Resource();
Thread thread = new Thread(new Input(resource));
Thread thread1 = new Thread(new Output(resource));
thread.start();
thread1.start();
}
}
(3)等待唤醒机制(必须在相同的锁中,等待唤醒机制才能有效)
wait():放弃线程执行权,线程进入线程池
notify():唤醒线程池中任意一个线程
notifyAll():将线程池中所有线程都唤醒
优化后的代码:
public class Resource {
String name;
String sex;
boolean flag;
public synchronized void set(String name,String sex){
if(flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.name = name;
this.sex = sex;
flag = true;
this.notify();
}
public synchronized void print(){
if(!flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("---------name:"+name+" sex:"+sex);
flag = false;
this.notify();
}
}
public class Input implements Runnable{
Resource r;
public Input(Resource r){
this.r = r;
}
@Override
public void run() {
int x=0;
while(true){
if(x == 0){
r.name = "张三";
r.sex = "男";
}else{
r.name = "小红";
r.sex = "女";
}
x=(x+1)%2;
}
}
}
public class Output implements Runnable{
Resource r;
public Output(Resource r){
this.r = r;
}
@Override
public void run() {
while(true){
r.print();
}
}
}
(4)多生产多消费者的问题
<1>当前等待线程被唤醒的时候,没有进行标记的判断,所以会多生产和唤醒本方线程(生产者唤醒生产者,消费者
唤醒消费者)的可能。为了解决这个问题,我们将条件判断,换成while循环,将notify替换为notifyAll(),问题解决。
(5)线程的结束
<1>线程的stop方法已经过时,结束线程的一种方法是,将循环的标记设置为false;线程自动结束。
<2>当线程的标记读不到时(即线程处于冻结状态的时候),调用interrupt()函数唤醒处于wait()、sleep()等冻结状态
的线程,让其去读取标记,结束线程。
(6)setDaemon()守护线程
该方法必须在start方法调用之前调用。将参数设置为true时,线程就变成了守护线程,被守护线程结束,守护线程
自动结束。
(7)join()方法
当某个线程调用改方法的时候,改线程可以抢夺其他线程的执行权;被中段的线程需要等待程A执行终止完成,才被唤醒。
(通俗一点说,join方法是阻塞的调用该方法的线程,当被调用线程结束之后执行)。
(8)setPriority() 设置线程的优先级(取值范围1~10)
(9)yield(),临时释放执行权。
(10)wait()方法和sleep()方法的区别:
<1>两个方法可以让线程处于冻结状态;
<2>sleep()必须指定时间,wait()方法可以指定时间,也可以不指定时间;
<3>sleep()会释放执行权,不会释放锁。wait()会释放执行权,同时也会释放锁;
(11)多生产者等待唤醒新写法:
public class Product {
private int number=0; //产品编号
private boolean flag; //等待唤醒标签
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition proCon = lock.newCondition();
private Condition cusCon = lock.newCondition();
public void get(){
lock.lock();
try{
while (flag){
try {
proCon.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
number++;
System.out.println("生产者:"+Thread.currentThread()+"..生产产品:"+number);
flag = true;
cusCon.signal();
}finally{
lock.unlock();
}
}
public void product(){
lock.lock();
try{
while (!flag){
try {
cusCon.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("消费者:"+Thread.currentThread()+"..消费产品:"+number);
flag = false;
proCon.signal();
}finally{
lock.unlock();
}
}
}