多线程(DAY2)

实现Callable接口(了解即可)

• 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 result1 = ser.submit(t1);
• 获取结果: boolean r1 = result1.get()
• 关闭服务: ser.shutdownNow();

静态代理

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BCGl7H5k-1662909459638)(C:\Users\donghua\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220910135823758.png)]

package thread;
/**
 *静态代理模式总结:
 *  1.真实对象和代理对象都要实现同一个接口
 *  2.代理对象要代理真实角色
 *
 * 好处;
 * 1.代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
 * 2.真实对象专注做自己的事情
 */
public class StacticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new you());
        weddingCompany.HappyMarry();

    }
}

interface marry{
    /*
    四大喜事
    久旱逢甘露
    他乡遇故知
    洞房花烛夜
    金榜题名时
     */
    void HappyMarry();
}
//真实角色
class you implements marry{
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("我要结婚了，超开心。");
    }
}
//代理角色
class WeddingCompany implements marry{

    private marry target;

    public WeddingCompany(marry target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();
        after();
    }

    private void after() {
        System.out.println("结婚之后，布置现场");
    }

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

Lambda 表达式

• 避免匿名内部类定义过多
• 其实质属于函数式编程的概念

为什么要使用 lambda 表达式？

• 避免匿名内部类定义过多

• 可以让你的代码看起来很简洁

• 去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑。

• 理解 Functional Interface(函数式接口）是学习Java8 lambda表达式的关键所在。

• 函数式接口的定义:
  （1）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。

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

​ （2）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。

package thread;
//推到Lambda表达式
public class TextLambda1 {

    public static void main(String[] args) {
        //匿名内部类
        ILike like = new ILike(){
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("匿名内部类");
            }
        };
        like.lambda();

        //使用Lambda简化
        like = () -> {
            System.out.println("使用Lambda简化");
        };
        like.lambda();
    };
}

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

例子2

package com.kuang.Lambda;

public class TestLambda2 {

    //3.静态内部类
    static class Love2 implements ILove{
        @Override
        public void love(int a) {
            System.out.println("i love u-->" + a);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ILove love = new Love();
        love.love(1);

        love = new Love2();
        love.love(2);

        //4.局部内部类
        class Love3 implements ILove{
            @Override
            public void love(int a) {
                System.out.println("i love u-->" + a);
            }
        }
        love = new Love3();
        love.love(3);

        //5.匿名内部类：没有类的名称，必须借助接口或父类
        love = new ILove() {
            @Override
            public void love(int a) {
                System.out.println("i love u-->" + a);
            }
        };
        love.love(4);

        //6.用 Lambda 继续简化
        love = (int a)->{
            System.out.println("i love u-->" + a);
        };
        love.love(5);

        //7.简化 Lambda表达式：1.去掉参数类型
        love = (a)->{
            System.out.println("i love u-->" + a);
        };
        love.love(6);

        //8.简化 Lambda表达式：2.去掉参数的括号
        love = a->{
            System.out.println("i love u-->" + a);
        };
        love.love(7);

        //9.简化 Lambda表达式：3.去掉{}
        //love = (a,b)-> System.out.println("i love u-->" + a);
        love = a-> System.out.println("i love u-->" + a);
        love.love(8);

        /**
         * 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(意思就是{}内只能有一行代码才能去掉{})
         *   如果有多行，那么就用代码块包裹
         *   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,形参名要用()
         */
    }
}

//1.定义一个函数式接口
interface ILove{
    void love(int a);
}

//2.实现类
class Love implements ILove{
    @Override
    public void love(int a) {//有参的
        System.out.println("i love u-->" + a);
    }
}

线程的五大状态

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-E51fIJxn-1662909459639)(C:\Users\donghua\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220910154600512.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4Sxh2WEq-1662909459639)(C:\Users\donghua\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220910154450046.png)]

停止线程

• 不推荐使用JDK提供的stop()、destroy()方法。【已废弃】
• 推荐线程自己停止下来
• 建议使用一个标志位进行终止变量当flag=false，则终止线程运行。

package com.kuang.state;

/**
 * 测试 stop
 * 1.建议线程正常停止--->利用次数,不建议死循环。
 * 2.建议使用标志位--->设置一个标志位
 * 3.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 testStop = new TestStop();
        new Thread(testStop).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
                testStop.stop();
                System.out.println("线程该停止了");
            }
        }
    }
}

线程休眠

• sleep (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;

例子一

package com.kuang.state;

//模拟网络延时:放大问题的发生性
public class TestSleep 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(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---> 拿到了第" + ticketNums-- + "张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestSleep ticket = new TestSleep();
        new Thread(ticket, "小明").start();//name：线程的名字
        new Thread(ticket, "张三").start();
        new Thread(ticket, "黄牛").start();
    }
}

例子二，

package thread;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

//模拟倒计时
public class TestSleep2 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            tenDown();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        //打印当前时间
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(100);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//更新当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }

    public static void tenDown() throws InterruptedException{
        int num = 10;
        while (true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num<=0){
                break;
            }
        }
    }
}

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! 看CPU心情

package thread;
//测试礼让线程，不一定成功
public class TextYield {
    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();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
    }
}

线程强制执行- -JoIn

• 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 thread;
//测试join方法，想象成插队
public class TestJoin implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("VIP is coming"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);
        thread.start();
        
        //主线程方法
        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            if (i==200){
                thread.join();//插队过来
            }
            System.out.println("main"+i);
        }
    }
}

线程状态观测

线程状态 Thread.State

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。

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。

package thread;
//观察测试线程的状态
public class TestState {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            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
        while (state != Thread.State.TERMINATED){//只要线程不终止就一直输出状态
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            state = thread.getState();
            System.out.println(state);//输出状态
        }
    }
}

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。
线程的优先级用数字表示，范围从1~10.
（1）Thread.MIN_PRIORITY= 1;
（2）Thread.MAX_PRIORITY =10;
（3）Thread.NORM_PRIORITY = 5;
使用以下方式改变或获取优先级
（1）getPriority()
（2） setPriority(int xxx)
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，这都是看CPU的调度
优先级的设定建议在 start() 调度前

package thread;

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，后启动
        t1.start();
        t2.setPriority(1);
        t2.start();
        t3.setPriority(4);
        t3.start();
        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//MAX_PRIORITY=10
        t4.start();
        //t5.setPriority(-1);
        //t5.start();
        //t6.setPriority(11);
        //t6.start();
    }
}
class MyPriority implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

守护(daemon)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,垃圾回收等待…

package thread;
//测试收获线程
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);//默认时fales表示用户线程，正常的线程是用户线程
        thread.start();

        new Thread(you).start();// 你 启动
    }
}
//上帝
class  God implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝保佑着你");
        }
    }
}
//你
class You implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("你一生开心的活着");
        }
        System.out.println("goodbye word!");
    }
}

线程同步

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

  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，比如,食堂排队打饭，每个人都想吃饭，最天然的解决办法就是排队，一个个来。
  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。这时候我们就需要线程同步，线程同步其实就是一种等待机制，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
  队列和锁

  排队上厕所，每个进入厕所的人都会锁上门，上完厕所后再释放锁，让后面的人进去
  队列+锁，才能保证线程同步的安全性

不安全三个例子

案例1：买票

package syn;
//不安全的买票
//线程不安全
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();
        new Thread(buyTicket,"苦逼的我").start();
        new Thread(buyTicket,"牛逼的你们").start();
        new Thread(buyTicket,"可恶的黄牛").start();
    }
}
class BuyTicket implements Runnable{
    private int titcketNums = 10;
    boolean flag = true;//标志位停止
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag){
            buy();
        }
    }
    private void buy(){
        //判断是否有票
        if (titcketNums<=0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+titcketNums--);
    }
}

案例2：取钱

package com.kuang.syn;

//不安全的取钱
//两个人去银行取钱
public class UnsafeBank {

    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(100, "结婚基金");

        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account, 100, "girlFriend");

        you.start();
        girlFriend.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("余额不足，" + Thread.currentThread().getName() + "取不了！");
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //卡内余额=余额-要取的钱数
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

       //System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println(account.name + "的账户余额为：" + account.money);
        //Thread.currentThread().getName()=this.getName()
        System.out.println(this.getName() + "手里的钱为：" + nowMoney);
    }
}

同步方法及同步块

• 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它锁，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所有需要此锁的线程挂起;
  （2）在多线程竞争下，加锁、释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题；
  （3）如果一个优先级高的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。

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

• 方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多浪费资源

案例1：修改之前的不安全买票的代码，在 buy() 方法中加入 synchronized

//synchronized 同步方法，锁的是 this
private synchronized void buy() throws InterruptedException {
		...
}

轮到哪个线程买票，该线程都会上锁，防止其他线程操作

同步块

• 同步块：synchronized (Obj ){ }
• Obj 称之为同步监视器
  （1）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
  （2）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

案例2：不安全取钱的代码

在 Drawing 类的 run() 方法中加上 synchronized 修饰，发现还是线程不安全的，因为 synchronized 默认锁的是 this，是 Drawing 对象 ，而产生线程不安全的原因是两个线程同时操作了共享资源 Account 对象，因此使用同步块锁住 共享资源 Account 对象

package com.kuang.syn;

//不安全的取钱
//两个人去银行取钱
public class UnsafeBank {

    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(200, "结婚基金");

        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account, 100, "girlFriend");

        you.start();
        girlFriend.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
    //synchronized,默认锁的是 this
    @Override
    public void run() {
			//锁住共享对象，之前的代码全部放入{}
        synchronized(account){
            //判断有没有钱
            if (account.money - drawingMoney <= 0) {
                System.out.println("余额不足，" + Thread.currentThread().getName() + "取不了！");
                return;
            }
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //卡内余额=余额-要取的钱数
            account.money = account.money - drawingMoney;
            //你手里的钱
            nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

            //System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
            System.out.println(account.name + "的账户余额为：" + account.money);
            //Thread.currentThread().getName()=this.getName()
            System.out.println(this.getName() + "手里的钱为：" + nowMoney);
        }
    }
}

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。

package syn;
//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 DeadLouk {
    public static void main(String[] args) {
        Makup g1 = new Makup(0,"灰姑娘");
        Makup g2 = new Makup(1,"白雪公主");
        g1.start();
        g2.start();
    }
}
//口号
class Lipstick{

}
//镜子
class Mirror{

}
//化妆
class Makup 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;
    String girlName;

    Makup(int choice, String girlName) {
        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }

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

    //化妆,互相持有对方的锁，需要拿到对方的资源
    private void makup() 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) {//一秒钟后想获得镜子
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
            }
        } else {
            synchronized (mirror) {//获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
                }
            synchronized (lipstick) {//两秒钟后想获得口红
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
            }
        }
    }
}

死锁避免方法

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，在末使用完之前，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。

上面列出了死锁的四个必要条件，我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生

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。

synchronized 与 Lock 的对比

• 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)>同步万法(在万法体之外)

package syn;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

//测试lock锁
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 ticketNums = 10;
    //定义lock锁
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try{
            lock.lock();//枷锁
            if (ticketNums>0){
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(ticketNums--);
            }else {
                break;
            }
        }finally {
                lock.unlock();//解锁
            }
            }
    }
}

线程协作

生产者消费者模式

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。

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

（1）synchronized 可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步（2）synchronized 不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)

Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

注意：均是 Object 类的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中
使用，否则会抛出异常 llIegalMonitorStateException

解决方式1

并发协作模型 “生产者/消费者模式”—>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

解决方式2

• 并发协作模型 “生产者/消费者模式”—>信号灯法

package syn;
//测试生产者消费者模型—————>利用缓冲区：管程法
//生产者，消费者，缓冲区，产品
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
    @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;
    }
    //消费
    @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，需要等待消费者
        if (count==chickens.length){
            //通知消费者消费，生产者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果没满，我们需要丢入产品
        chickens[count] = chicken;
        count++;
        //通知消费者消费
        this.notify();
    }
    //消费者拿出产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //判断能否消费
        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.notify();
        return chicken;
    }
}

package syn;
//测试生产者消费者问题2：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("抖音：记录美好生活");
            }
        }
    }
}
//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{
    //演员表演的时候，观众等待 T
    //观众观看的时候，演员等待 F
    String voice;//表演的节目
    boolean flag = true;
    //表演
    public synchronized void play(String voice){
        if (flag!=true){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演了："+voice);
        //通知观众观看
        this.notify();//通知唤醒
        this.voice = voice;
        this.flag = !this.flag;
    }
    //观看
    public synchronized void watch(){
        if (flag==true){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观看了："+voice);
        //通知演员表演
        this.notify();
        this.flag = !this.flag;
    }
}

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:

（1）提高响应速度（减少了创建新线程的时间)
（2）降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建)
（3）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 Executor
• ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类 ThreadPoolExecutor
  （1）void execute(Runnable command)︰执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行 Runnable
  （2）< >Future< > submit(Callable< > task)：执行任务，有返回值，一般用来执行 Callable
  （3）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

package syn;

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

public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //创建服务，创建线程池
        //newFixedThreadPool参数为：线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        //关闭连接
        service.shutdown();
    }
}
class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

总结线程的创建

package thread;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

//回顾总结线程的创建
public class ThreadNew {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread1 myThread1 = new MyThread1();
        new Thread(myThread1).start();
        MyThread2 myThread2 = new MyThread2();
        new Thread(myThread2).start();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new MyThread3());
        new Thread(futureTask).start();
        try {
            Integer integer = futureTask.get();
            System.out.println(integer);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
//继承Thread类
class MyThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyThread1");
    }
}
//实现Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyThread2");
    }
}
//实现Callable接口
class MyThread3 implements Callable<Integer>{
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("MyThread3");
        return 100;
    }
}

lable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

//回顾总结线程的创建
public class ThreadNew {
public static void main(String[] args) {
MyThread1 myThread1 = new MyThread1();
new Thread(myThread1).start();
MyThread2 myThread2 = new MyThread2();
new Thread(myThread2).start();
FutureTask futureTask = new FutureTask(new MyThread3());
new Thread(futureTask).start();
try {
Integer integer = futureTask.get();
System.out.println(integer);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//继承Thread类
class MyThread1 extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println(“MyThread1”);
}
}
//实现Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(“MyThread2”);
}
}
//实现Callable接口
class MyThread3 implements Callable{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println(“MyThread3”);
return 100;
}
}