Java(八)----多线程（二）
1. 生产者与消费者
1.1 安全问题产生
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线程本身就是一个新创建的方法栈内存 (CPU进来读取数据)
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线程的notify(),唤醒第一个等待的线程
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解决办法 : 全部唤醒 notifyAll()
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被唤醒线程,已经进行过if判断,一旦醒来继续执行
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线程被唤醒后,不能立刻就执行,再次判断标志位,利用循环
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while(标志位) 标志位是true,永远也出不去
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/*** 定义资源对象* 成员 : 产生商品的计数器* 标志位*/
public class Resource {private int count ;private boolean flag ;//消费者调用public synchronized void getCount() {//flag是false,消费完成,等待生产while (!flag)//无限等待try{this.wait();}catch (Exception ex){}System.out.println("消费第"+count);//修改标志位,为消费完成flag = false;//唤醒对方线程this.notifyAll();}//生产者调用public synchronized void setCount() {//flag是true,生产完成,等待消费while (flag)//无限等待try{this.wait();}catch (Exception ex){}count++;System.out.println("生产第"+count+"个");//修改标志位,为生产完成flag = true;//唤醒对方线程this.notifyAll();}
}/*** 生产者线程* 资源对象中的变量++*/
public class Produce implements Runnable{private Resource r ;public Produce(Resource r) {this.r = r;}@Overridepublic void run() {while (true) {r.setCount();}}
}/*** 消费者线程* 资源对象中的变量输出打印*/
public class Customer implements Runnable{private Resource r ;public Customer(Resource r) {this.r = r;}@Overridepublic void run() {while (true) {r.getCount();}}
} public static void main(String[] args) {Resource r = new Resource();//接口实现类,生产的,消费的Produce produce = new Produce(r);Customer customer = new Customer(r);//创建线程new Thread(produce).start();new Thread(produce).start();new Thread(produce).start();new Thread(produce).start();new Thread(produce).start();new Thread(produce).start();new Thread(customer).start();new Thread(customer).start();new Thread(customer).start();new Thread(customer).start();new Thread(customer).start();new Thread(customer).start();}
1.2 线程方法sleep和wait的区别
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sleep()在休眠的过程中,同步锁不会丢失 ,不释放
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wait()等待的时候,发布监视器的所属权, 释放锁.唤醒后要重新获取锁,才能执行
1.3 生产者和消费者案例性能问题
wait()方法和notify()方法, 本地方法调用OS的功能,和操作系统交互,JVM找OS,把线程停止. 频繁等待与唤醒,导致JVM和OS交互的次数过多.
notifyAll()唤醒全部的线程,也浪费线程资源,为了一个线程,不得以唤醒的了全部的线程.
1.4 Lock接口深入
Lock接口替换了同步synchronized, 提供了更加灵活,性能更好的锁定操作
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Lock接口中方法 : newCondition() 方法的返回值是接口 : Condition
1.5 生产者与消费者改进为Lock接口
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Condition接口 (线程的阻塞队列)
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进入队列的线程,释放锁
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出去队列的线程,再次的获取锁
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接口的方法 : await() 线程释放锁,进入队列
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接口的方法 : signal() 线程出去队列,再次获取锁
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线程的阻塞队列,依赖Lock接口创建
/*** 改进为高性能的Lock接口和线程的阻塞队列*/
public class Resource {private int count ;private boolean flag ;private Lock lock = new ReentrantLock();//Lock接口实现类对象//Lock接口锁,创建出2个线程的阻塞队列private Condition prod = lock.newCondition();//生产者线程阻塞队列private Condition cust = lock.newCondition();//消费者线程阻塞队列//消费者调用public void getCount() {lock.lock();//获取锁//flag是false,消费完成,等待生产while (!flag)//无限等待,消费线程等待,执行到这里的线程,释放锁,进入到消费者的阻塞队列try{cust.await();}catch (Exception ex){}System.out.println("消费第"+count);//修改标志位,为消费完成flag = false;//唤醒生产线程队列中的一个prod.signal();lock.unlock();//释放锁}//生产者调用public void setCount() {lock.lock();//获取锁//flag是true,生产完成,等待消费while (flag)//无限等待,释放锁,进入到生产线程队列try{prod.await();}catch (Exception ex){}count++;System.out.println("生产第"+count+"个");//修改标志位,为生产完成flag = true;//唤醒消费者线程阻塞队列中年的一个cust.signal();lock.unlock();//释放锁}
}1.6 Lock锁的实现原理
使用技术不开源,技术的名称叫做轻量级锁
使用的是CAS锁 (Compare And Swap) 自旋锁
JDK限制 : 当竞争的线程大于等于10,或者单个线程自旋超过10次的时候
JDK强制CAS锁取消.升级为重量级锁 (OS锁定CPU和内存的通信总线，只有一个线程通过)
2. 单例设计模式
设计模式 : 不是技术,是以前的人开发人员,为了解决某些问题实现的写代码的经验.
所有的设计模式核心的技术,就是面向对象.
Java的设计模式有23种,分为3个类别,创建型,行为型,功能型
（此博客中单例模式）
Java-设计模式-（三）单例模式（创建型模式）_YounG_tt33的博客-CSDN博客
2.3 关键字volatile
成员变量修饰符,不能修饰其它内容
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关键字作用 :
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保证被修饰的变量,在线程中的可见性
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防止指令重排序
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单例的模式, 使用了关键字,不使用关键字,可能线程会拿到一个尚未初始化完成看的对象(半初始化)
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3. 线程池ThreadPool
线程的缓冲池,目的就是提高效率. new Thread().start() ,线程是内存中的一个独立的方法栈区,JVM没有能力开辟内存空间,和OS交互. （缓冲池技术）
JDK5开始内置线程池 类比数据库连接池（Connection）
3.1 Executors类
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静态方法static newFixedThreadPool(int 线程的个数) 输入int后创建线程池固定，扩容则会创建新的线程池
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方法的返回值ExecutorService接口的实现类,管理池子里面的线程
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ExecutorService接口的方法
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submit (Runnable r)提交线程执行的任务
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3.2 Callable接口
实现多线程的程序 : 接口特点是有返回值,可以抛出异常 (Runnable没有)
抽象的方法只有一个, call
启动线程,线程调用重写方法call
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ExecutorService接口的方法
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submit (Callable c)提交线程执行的任务
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Future submit()方法提交线程任务后,方法有个返回值 Future接口类型
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Future接口,获取到线程执行后的返回值结果
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public class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() throws Exception{sout("线程开始启动");}
}public class MyCall implements Callable {public String call() throws Exception{return "返回字符串";}
} public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {//创建线程池,线程的个数是2个ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);//线程池管理对象service,调用方法啊submit提交线程的任务MyRunnable my = new MyRunnable();//提交线程任务,使用Callable接口实现类Future future = es.submit(new MyCall());//返回接口类型 Future//接口的方法get,获取线程的返回值String str = future.get();System.out.println("str = " + str);// es.submit(my);
// es.submit(my);
// es.submit(my);// es.shutdown();//销毁线程池} 4. ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap类本质上Map集合,键值对的集合.使用方式和HashMap没有区别.
凡是对于此Map集合的操作,不去修改里面的元素,不会锁定
5. 线程的6种状态图-生命周期
在某一个时刻,线程只能处于其中的一种状态. 这种线程的状态反应的是JVM中的线程状态和OS无关.
TIMED_WAITING:sleep()与wait():sleep()不释放锁，时间结束后继续执行；wait()会释放锁，时间结束后wait()若拿不到锁会转为阻塞状态BLOCKED。
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