十、Java语言基础---多线程(同步,等待唤醒机制,Lock,Condition)

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();
  }
  }
}
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,839评论 6 482
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,543评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 153,116评论 0 344
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,371评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,384评论 5 374
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,111评论 1 285
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,416评论 3 400
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,053评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,558评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,007评论 2 325
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,117评论 1 334
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,756评论 4 324
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,324评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,315评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,539评论 1 262
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,578评论 2 355
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,877评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容