【Java】多线程入门

Java多线程学习（入门）

前言

目前对于线程的了解仅仅停留在学习python的threading库，很多线程的概念没有真正弄清楚，所以选择来系统性的学习多线程。那么这次选择的是Java的多线程学习，等学完了分析一下Java和python使用多线程和底层实现的区别吧！

跟着【狂神说Java】多线程详解 学习的，笔记和代码跟着敲的，方便自己之后复习。

1、进程与线程

首先，我们做个简单的比喻：进程 = 火车，线程 = 车厢。

所以我们可以得到一个前提：线程是在进程下进行的

然后有以下特点：

• 一个进程中可以有多线程

• 不同进程很难共享数据

• 相同进程的不同线程共享数据非常简单

• 进程间不会相互影响，但是一个线程挂了就导致整个进程挂了

• 进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位

• 进程要比线程消耗更多的计算机资源

2、线程的创建

1.第一种方式创建线程

• 用以下三个步骤来创建线程

1. 继承Thread类
2. 重写run方法
3. 调用start开启线程

线程开启不一定立即执行，由cpu调度开启执行。

并且由于我们大部分电脑使用的都是单核的，所以实际上多线程就是多个线程交替执行，而非同时执行

我们看一个例子

// 继承Thread类
// 重写run方法
// 调用start开启线程
public class TestThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("114514"+ "--" + i) ;
        }
    }

    // main线程，主线程
    public static void main(String[] args) {
        TestThread testThread = new TestThread();
        testThread.start();
        for(int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("1919810" + "--" + i);
        }
    }
}

我们使用start方法来开启线程

得到的结果是

1919810--0

114514--0

1919810--1

114514--1

1919810--2

114514--2

1919810--3

1919810--4

1919810--5

114514--3

1919810--6

1919810--7

1919810--8

1919810--9

1919810--10

1919810--11

1919810--12

114514--4

1919810--13

114514--5

1919810--14

114514--6

1919810--15

114514--7

1919810--16

114514--8

1919810--17

114514--9

1919810--18

114514--10

114514--11

114514--12

114514--13

114514--14

114514--15

114514--16

114514--17

114514--18

114514--19

1919810--19

进程已结束，退出代码为 0

可以看到114514和1919810是在交替执行的

那么如果我们把start方法改为我们重写的run方法呢？

即testThread.start();改为如下

testThread.run();

结果如下

114514--0

114514--1

114514--2

114514--3

114514--4

114514--5

114514--6

114514--7

114514--8

114514--9

114514--10

114514--11

114514--12

114514--13

114514--14

114514--15

114514--16

114514--17

114514--18

114514--19

1919810--0

1919810--1

1919810--2

1919810--3

1919810--4

1919810--5

1919810--6

1919810--7

1919810--8

1919810--9

1919810--10

1919810--11

1919810--12

1919810--13

1919810--14

1919810--15

1919810--16

1919810--17

1919810--18

1919810--19

进程已结束，退出代码为 0

这个明显就是单线程，将我们重写的run方法跑完再执行下面的for循环。

所以我们必须按照上面的三步走，我们重写完了run方法之后，使用start方法就是执行run方法中的代码，只不过是使用了另一个线程运行而已。

2.多线程图片下载测试

那么在知晓了如何创建线程之后，我们用多个线程来下载网络上的图片来测试线程

package com.woodwhale.demo01;

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;
    private String name;
    public TestThread2(String url, String name) {
        this.name = name;
        this.url = url;
    }
    // run方法下载
    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了"+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://api.woodwhale.top/random.php","1.jpg");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://api.woodwhale.top/random.php","2.jpg");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("https://api.woodwhale.top/random.php","3.jpg");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

}
// 下载器
class WebDownloader{
    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");
        }
    }
}

运行结果如下：

下载了3.jpg

下载了1.jpg

下载了2.jpg

进程已结束，退出代码为 0

再看看我们的目录，多了三张图片

说明我们下载成功了！

而且从下载完的顺序来看，多线程是连续交替的，而非从1到3的连续下载。所以线程并非立刻执行，而是由cpu调度的！

3.第二种方式创建线程

用以下三个步骤来实现线程创建

• 定义MyRunnable类实现Runnable接口
• 实现run()方法 ，编写线程执行体
• 创建线程对象，调用start()方法启动线程

package com.woodwhale.demo01;

// 创建线程方式2，runnable接口
// 实现run方法
// 执行线程丢入runnable接口实现类，调用start方法
public class Test1 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("114514!" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test1 test = new Test1();

//        Thread thread = new Thread(test);
//        thread.start();

        new Thread(test).start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("1919810!" + i);
        }
    }
}

对于多线程的使用，我们推荐使用第二种方法——runnable接口

3、Callable接口

我们用callable接口来写一个多线程实现下载图片

callable接口构建的四个步骤

1. 创建执行服务
2. 提交执行
3. 获取结果
4. 关闭服务

callable接口和runnable接口的区别就是：

• 可以定义返回值
• 可以捕获异常

package com.woodwhale.demo02;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

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

// callable的好处
// 1、可以定义返回值
// 2、可以捕获异常

public class TestCallable implements Callable<Boolean> {

    private String url;
    private String name;

    public TestCallable(String url ,String name) {
        this.name = name;
        this.url = url;
    }
    @Override
    public Boolean call() throws Exception {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url, name);
        System.out.println("下载文件"+name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://cdn.jsdelivr.net/gh/Awoodwhale/photos/img/NTE5MTI0MzA0ODU1MDY3NTI4OF8xNjI2MDE0OTkzMzIx_4.jpg","1.jpg");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://cdn.jsdelivr.net/gh/Awoodwhale/photos/img/556062.jpg","2.jpg");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://cdn.jsdelivr.net/gh/Awoodwhale/photos/img/910923.png","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.shutdown();

    }

    static class WebDownloader{
        public void downloader(String url, String name) {
            try {
                FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

4、静态代理

静态代理模式：

• 真实对象和代理对象都要实现同一接口

• 代理对象要代理真实角色

好处：

• 代理对象可以做很多真实对象做不了的时期

• 真实对象仅仅做自己的事情就好了

所以我们的Thread类就是一个静态代理

new Thread(() -> System.out.println("114")).start();

Thread就是代理，实现了runnalbe接口，这个输出语句是真实对象

如果这个输出语句直接使用runnable接口也能完成自己的多线程任务，但是如果使用了静态代理Thread类，就可以使用代理完成更多事情

5、lambda表达式

• 避免匿名内部类定义过多
• 属于函数式编程

使用lambda表达式的前提是函数式接口

函数式接口的定义：只包含唯一一个抽象方法

我们多线程使用的runnable接口就是一个函数式接口

public interface Runnable{
    public abstract void run();
}

我们可以通过5种方法来写下面这段

package com.woodwhale.demo02;

public class TestLamda {
    // 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) {
        // 实现类
        ILike like = new Like();
        like.lambda();

        // 静态内部类
        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实现
        like = new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda4");
            }
        };
        like.lambda();

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

    }
}

// 1、定一个函数式接口
interface ILike{
    void lambda();
}

// 2、实现类
class Like implements ILike{
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("i like lamda");
    }
}

我们把其中的lambda表达式拿出来看：

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

上面的就是lambda表达式，因为前面实例化了like对象，所以可以直接写

我们再来看lambda的简化

package com.woodwhale.demo02;

interface ILove{
    void love(int a);
}

public class TestLambda2 {

    public static void main(String[] args) {
        ILove love = (int a)->{
            System.out.println("i love you" + a);
        };
        love.love(520);

    }
}

这个是一个类

ILove love = (int a)->{
            System.out.println("i love you" + a);
        };
        love.love(520);

可以简化为（去掉参数类型 ）

ILove love = (a)->{
            System.out.println("i love you" + a);
        };
        love.love(520);

还能简化为（去掉括号）（如果多个参数则不能去掉参数括号）

ILove love = a->{
            System.out.println("i love you" + a);
        };
        love.love(520);

如果只有一行代码，还可以简化为（去掉大括号）

ILove love = a->System.out.println("i love you" + a);
love.love(520);

6、线程状态

这里用狂神说的多线程的课程中的图

1.线程停止

不推荐使用jdk自带的stop();等方法，已经过时并且废弃了

推荐线程自己停下来

建议使用一个标志位进行终止变量：flag = true 那么终止线程

据个例子

package com.woodwhale.start;

import com.woodwhale.demo02.TestCallable;

// 测试停止线程
// 1、建议线程正常停止--->利用次数，不建议死循环
// 2、建议使用flag
// 3、不要使用stop(); jdk不建议使用的方法
public class TestStop implements Runnable{

    // 1、设置flag
    private boolean flag = true;

    // 2、重写run方法
    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (flag) {
            System.out.println("run ... Thread" + i++);
        }
    }

    // 3、设置一个公开的方法停止线程
    public void stop() {
        this.flag = false;
    }

    // 4、测试
    public static void main(String[] args) {
        TestStop testStop = new TestStop();
        new Thread(testStop).start();
        // 1s之后设置线程停止
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        testStop.stop();
        System.out.println("线程停止！");
    }
}

2.线程休眠

Thread.sleep();方法

• sleep指定当前线程阻塞的毫秒数
• sleep存在异常InterruptedException
• sleep时间到之后线程进入就绪状态
• sleep可以模拟网络延迟、倒计时...
• 每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁

模拟倒计时

package com.woodwhale.start;

// 模拟倒计时
public class TestSleep {
    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;
        do {
            System.out.println(num--);
            Thread.sleep(1000);
        } while (num > 0);
    }

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

}

当然在我们程序运行时，我们有的时候需要模拟网络延迟，这个时候我们也可以使用Thread.sleep()方法

3.线程礼让

• 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

礼让使用yield()方法

举个例子：

package com.woodwhale.start;

// 测试礼让线程
// 礼让不一定成功
public class TestYield {
    public static void main(String[] args) {
        MyYield yield = new MyYield();
        new Thread(yield,"a").start();
        new Thread(yield,"b").start();
    }
}

class MyYield implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始！");
        Thread.yield(); // 礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止！");
    }
}

出现这种结果就是礼让成功了

4.join

• join合并线程，等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.woodwhale.start;

import javax.swing.plaf.TableHeaderUI;

// 测试join方法
public class TestJoin implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("线程vip来了"+i);
        }
    }

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

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

    }
}

以上的例子，当main线程到了200，就让run线程运行完1000次，再让main线程完成

5.线程状态观测

Thread.State

线程可以处于以下状态之一：

• NEW：尚未启动的线程
• RUNNABLE：在java虚拟机中执行的线程
• BLOCKER：被阻塞等待监视器锁定的线程
• WAITING：正在等待另一个线程执行特定动作的线程
• 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
• TERMINATED：已退出的线程

一个线程可以在给定时间点处于一个状态，这些状态是不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态

死亡之后的线程不能再次启动

我们举个例子来观测线程：

package com.woodwhale.start;

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(100);
                } 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(); // 启动线程
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);  // Run

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

6.线程优先级

• 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决定应该调度哪个线程来执行
• 线程的优先级由数字来表示，范围1-10，1最低，10最高
• 使用getPriority().setPoriority(int x)方法来改变或获取优先级

package com.woodwhale.start;

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);

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

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

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

        t4.setPriority(10);
        t4.start();

    }
}

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

及时设置了10的优先级，该线程也不一定第一个开始。这个完全看cpu的操作。我们设置线程优先级仅仅是增加概率而已！

7.守护线程

• 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
• 虚拟机不需要等待守护线程执行完毕
• 守护线程举例：
  • 后台操作日志
  • 监控内存
  • 垃圾回收

设置守护线程

Thread thread = new Thread(god);
        thread.setDaemon(true);

代码举例

package com.woodwhale.start;

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);

        thread.start();
        new Thread(you).start();
    }
}

class God implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            System.out.println("stay with you");
        }
    }
}

class You implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 365; i++) {
            System.out.println("stay alive");
        }
        System.out.println("happy ending");
    }
}

当人过了365天之后，原本应该不停止的while(true)，因为是守护线程，也随之结束

7、线程同步

1.并法问题的引入

当我们使用多线程处理一个对象时，由于线程过快的操作，如果不上一把锁，可能会造成变量冲突的错误

拿“抢票”据个例子，如果多线程处理抢票操作，不上锁，可能会造成不同的人抢到同一张票！

现实生活中，我们会遇到“同一个资源，多个人都想使用”的问题，最简单的解决问题方法就是——排队

处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，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。

线程同步就是一种等待机制，多个需要同时访问的此对象的线程进入这个对象的等待池，形成队列。等待前面线程的使用完毕，下一个线程再次使用！

2.不安全线程的举例

(1)不安全的买票

package syn;

// 线程不安全，可能会出现负数
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();
        new Thread(station,"woodwhale").start();
        new Thread(station,"wyh").start();
        new Thread(station,"wcx").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{
    // 票
    private int ticketNum = 10;
    // 外部停止方式flag
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        // 买票
        while (flag) {
            buy();
        }
    }

    private void buy() {
        // 判断是否有票
        if (ticketNum <= 0) {
            flag = false;
            return;
        }
        // 买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNum--);
    }
}

上面这一段代码模拟了线程不安全的买票，3个人抢10张票

当票为最后一张时，如果三个线程同时抢这一张票，可能会出现票数为负数的情况

(2)不安全的银行

package syn;

import jdk.swing.interop.DispatcherWrapper;

// 不安全的银行
// 两个人都去银行取钱
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        // 账户
        Account account = new Account(100,"MarryMoney");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"woodwhale");
        Drawing youGirlfriend = new Drawing(account,100,"girlfriend");
        you.start();
        youGirlfriend.start();
    }
}

// 账户
class Account{
    int money;
    String username;
    public Account(int money, String username) {
        this.money = money;
        this.username = username;
    }
}

// 银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;    // 账户
    int drawingMoney;   // 取了多少钱
    int nowMoney;   // 现在手中的钱
    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    // 取钱
    @Override
    public void run() {
        // 判断有无钱
        if (account.money - drawingMoney < 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
            return;
        }
        // 模拟延迟，放大发生的可能性
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 卡内余额 = 余额 - 取出的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        // 手里的钱
        nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

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

以上代码模拟了银行同一账户两个账户角色同时取钱。

如果一个账户只有100元，而两个线程分别取50和100，可能会出现账户钱为负数的情况

(3)不安全的数组

package 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());
    }
}

我们使用多线程来给ArrayList数组增加元素时，非常可能发生添加失败的情况

比如这里，我们本来要加10000个，而实际只有9990个

3.synchronized

synchronized可以保证方法或者代码块在运行时，同一时刻只有一个方法可以进入到临界区，同时它还可以保证共享变量的内存可见性

synchronized有三种应用方式：

1. 普通同步方法（实例方法），锁是当前实例对象 ，进入同步代码前要获得当前实例的锁
2. 静态同步方法，锁是当前类的class对象 ，进入同步代码前要获得当前类对象的锁
3. 同步方法块，锁是括号里面的对象，对给定对象加锁，进入同步代码库前要获得给定对象的锁。

举个例子，比如我们上面写的不安全的ArrayList多现称添加，我们使用synchronized同步方法块就可以解决

package syn;

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

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

我们用synchronized监视的对象就是我们需要增删改的对象

4.死锁

某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”，就可能发生“死锁”的问题

死锁，就是两个或者多个线程在等待对方释放资源，都停止执行的情况

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时，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：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

我们举一个例子

package syn;

import java.nio.channels.MembershipKey;

// 死锁：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,"wcx");
        MakeUp g2 = new MakeUp(1,"xxx");
        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;
    }

    // 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.girlName+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);

                synchronized (mirror) {
                    // 1s之后想获得镜子
                    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");
                }
            }
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

读这段代码，我们发现，这里的两个女生一个拿了镜子的锁，一个拿了口红的锁，形成了死锁

进程就会一直卡住

解决方法就是，将两个锁分开

 if (choice == 0) {
            synchronized (lipstick) {
                // 获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
            }
            synchronized (mirror) {
                // 1s之后想获得镜子
                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");
            }
        }

这样就不会形成死锁了

5.Lock锁

这里放上狂神老师的课件解释

我们举个例子

package syn;

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) {
            lock.lock();    // 加锁
            try{
                if (ticketNum > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNum--);
                }else {
                    break;
                }
            }finally {
                lock.unlock();  // 解锁
            }
        }
    }
}

这样买票就是一个个排队买票了，不会出现票为负数的情况

6.synchronized与Lock的对比

• Lock是显式锁，需要手动开启锁和手动关闭锁；而synchronized是隐式锁，出去了作用域自动释放
• Lock只有代码块锁，而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。并且具有更好的拓展性（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）

8、线程协作

生产者和消费者问题：

• 假设仓库中只能存放一件产品，生产在将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中的产品取走消费
• 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

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互相依赖，互为条件

在生产消费的问题中，仅仅有synchronized是不够的

• synchronized可以阻止并法更新同一个共享资源，实现了同步
• 但是synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递

java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

1.解决方法一：管程法

• 生产者：负责生产数据的模块
• 消费者：负责处理数据的模块
• 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，消费者从缓冲区中拿出数据
• 

package connect;

// 测试：生产者消费者模型，利用管程法解决
// 生产者、消费者、产品、缓冲区
public class TestPC {

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

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

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

    // 生产

    @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;     // 产品编号
    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}

// 缓冲区
class SynContainer{
    // 需要一个容器
    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) {
        // 如果容器满了需要等待消费者消费
        while (count == chickens.length) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        // 如果没满需要丢入产品
        chickens[count++] = chicken;
        // 可以通知消费者消费了
        this.notify();
    }

    public synchronized Chicken pop() {
        // 判断能否消费
        while (count == 0) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        // 如果可以消费
        Chicken chicken = chickens[--count];

        // 吃完了通知生产者生产
        this.notify();
        return chicken;
    }
}

2.解决方法二：信号灯法

信号号灯法，可以理解为缓存区为1的管程法。

我们使用信号灯（flag）来判断什么时候wait，什么时候notify

package connect;

// 测试生产者消费者：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("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();
        }
    }
}

class TV{
    String voice;
    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;
    }
}

9、线程池

• 背景：经常创建、销毁，会特别消耗资源，在并法情况下，对性能影响很大
• 思路：提前创建好多个线程，放入线程池，使用时候直接获取，使用完毕放回池子中。可以避免频繁创建、销毁，实现了重复利用。类似于生活中的交通工具

java中的utils类中有写好的线程池工具，进阶的知识就去看看JUC并发编程吧。本人还没深入。

package connect;

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());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());

        // 关闭服务
        service.shutdown();
    }
}

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