一、线程概述

1.1 多任务

看起来是多个任务都在做，其实本质上我们的大脑在同一时间依旧只做了一件事情。

1.2 多线程

在这里插入图片描述
0.png)]

1.3 程序进程线程

在这里插入图片描述

1.4 Process与Thread

说起进程,就不得不说下程序。程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。
而进程则是执行程序的依次执行过程，它是一个动态的概念。是系统资源分配的单位。
通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义。线程是CPU调度和执行的单位。

注意：
很多多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个cpu，即多核，如服务器。如果是模拟出来的多线程，即在一个cpu的情况下，在同一个时间点，cpu只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错局。

1.5 核心概念

线程就是独立的执行路径
在程序运行时,即使没有自己创建线程,后台也会有多个线程,比如主线程,GC线程
main()称之为主线程,为系统的入口,用于执行整个程序
在一个进程中,如果开辟了多个线程,线程的运行是由调度器（cpu）安排调度的,调度器是与操作系统紧密相关的,先后顺序是不能人为干预的
对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题,需要加入并发控制
线程会带来额外的开销,如CPU调度时间,并发控制开销
每个线程在自己的工作内存交互,内存控制不当会造成数据不一致

二、线程创建

三种方法:
extend Thread
implements Runnable
implements Callable

2.1 继承Thread类

第一步：自定义线程类继承Thread类
第二步：重写run()方法，编写线程执行体
第三步：创建线程对象，调用start()方法启动线程

package com.kuang.thread;

/**
 *  创建线程
 *  继承Thread   重写runnable方法  new线程对象，调用.start()  执行线程
 * @author ppj
 * @date 2022/04/12
 */
public class TestThread extends Thread{

    @Override
    public void run() {   //下载图片线程的执行体
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("线程1=="+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {   //main线程

        TestThread testThread = new TestThread();
        testThread.start();  //启动线程

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

    }
}

总结：

线程不一定立即执行，CPU安排调度

案例：（下载图片）

package com.kuang.thread;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/12
 */
public class TestThread2  extends Thread {

    private String url;
    private String name;

    public TestThread2(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }


    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.download(url,name);
        System.out.println("name = "+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/12899289205/641","1.jpg");
        TestThread2 t2 =  new TestThread2("https://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/12899275582/641","2.jpg");
        TestThread2 t3 =  new TestThread2("https://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/12899275582/641","3.jpg");

        //线程同步进行，由CPU统一调度
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        
    }
}


class WebDownloader{

    public void download(String url,String name){

        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，下载文件异常！");
        }

    }
}

注意：执行结果，并不是顺序的，说明线程是同步的，由CPU统一调度

2.2 实现Runnable接口

第一步：自定义类实现Runnable接口
第二步：实现run()方法，编写线程执行体
第三步：将实现类对象传入Thread类，调用start方法启动线程

package com.kuang.thread;

/**
 *
 * 实现Runnable接口  重写run()方法   将实现Runnable接口的类的对象当做new Thread（）的参数，调用start方法
 * @author ppj
 * @date 2022/04/12
 */
public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {   //下载图片线程的执行体
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("线程1=="+i);
        }
    }


    public static void main(String[] args) {   //main线程

        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
        new Thread(testThread3).start();

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

    }
}

小结

继承Thread类

子类继承Thread类具备多线程能力
启动线程：子类对象.start()
不建议使用：单继承

实现Runnable接口

实现Runnable接口具有多线程能力
启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
推荐使用：避免单继承局限性，方便同一个对象被多个线程使用

//一份资源
TestThread t1 = new TestThread();

//多个代理
new Thread(t1,"小明").start();
new Thread(t1,"小fang").start();
new Thread(t1,"小jian").start();

并发问题

案例：购买火车票

package com.kuang.thread;

/**
 * 多个线程同时操作同一个对象
 * 买火车票
 *  发现问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，造成数据紊乱
 * @author ppj
 * @date 2022/04/12
 */
public class TestThread4 implements Runnable{

    private int ticketNums = 10;  //火车票数量

    @Override
    public void run() {

        while(true){

            if(ticketNums <= 0){
                break;
            }
            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"得到了第"+ticketNums--+"张票");
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 t4 = new TestThread4();

        new Thread(t4,"小明").start();
        new Thread(t4,"小方").start();
        new Thread(t4,"黄牛").start();

    }
}

输出结果：
    
    小明得到了第10张票
    小方得到了第10张票
    黄牛得到了第9张票
    小方得到了第8张票
    黄牛得到了第7张票
    小明得到了第6张票
    黄牛得到了第5张票
    小明得到了第3张票
    小方得到了第4张票
    小方得到了第2张票
    黄牛得到了第0张票
    小明得到了第1张票

2.3 实现Callable接口

自定义实现Callable接口的类，需要返回值类型

实现call方法

创建目标对象

创建执行服务：ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);

提交执行: Future r1 = service.submit(t1);

获取结果：Boolean res1 = r1.get();

关闭服务：service.shutdown();

package com.kuang.thread;

import java.util.concurrent.*;

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/12
 */
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {

    private String url;
    private String name;

    public TestCallable(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public Boolean call() throws Exception {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.download(url,name);
        System.out.println("name = "+name);
        return true;
    }


    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/12899289205/641","1.jpg");
        TestCallable t2 =  new TestCallable("https://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/12899275582/641","2.jpg");
        TestCallable t3 =  new TestCallable("https://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/12899275582/641","3.jpg");

        //创建执行服务
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);

        //提交执行
        Future<Boolean> r1 = service.submit(t1);
        Future<Boolean> r2 = service.submit(t2);
        Future<Boolean> r3 = service.submit(t3);

        //获取结果
        Boolean res1 = r1.get();
        Boolean res2 = r2.get();
        Boolean res3 = r3.get();

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

三、Lambda表达式

去掉了一堆没有意义的代码,只留下核心逻辑

(params)-> expression[表达式]

(params) -> statement[语句]

[(params)-> {statements}

理解Functional Interface (函数式接口) 是学习Java8 lamda表达式的关键

3.1 函数式接口的定义

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();
}

对于函数式接口,我们可以通过Lamda表达式来创建该接口的对象.

案例1：

package com.kuang.lambda;

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/12
 */
public class TestLambda1 {

    //3.静态内部类
    static class Progress2 implements Change{

        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("静态内部类====》实现接口");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        //4,。局部内部类
        class Progress3 implements Change{
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("局部内部类===》实现接口");
            }
        }

        //5,匿名内部类
        Change change4 = new Change(){
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("匿名内部类===》实现接口");
            }
        };

        //6,lambda表达式
        Change change5 = ()->{
            System.out.println("lambda表达式===》实现接口");
        };

        Change change = new Progress1();
        change.lambda();

        Change change2 = new Progress2();
        change2.lambda();

        Change change3 = new Progress3();
        change3.lambda();

        change4.lambda();

        change5.lambda();
    }
}


//1,定义一个函数式接口
interface Change{
    void lambda();
}

//2.实现类
class Progress1 implements Change{

    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("原始实现接口");
    }
}

1.8版本后开始广泛使用！

四、线程状态

4.1 线程五大状态

在这里插入图片描述

4.2 线程方法

在这里插入图片描述

4.2.1 停止线程

在这里插入图片描述

案例

package com.kuang.state;

/**
 * 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
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
public class TestStop implements Runnable{

    //1,设置一个标识位
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while(flag){
            System.out.println("运行。。。。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 < 20; i++) {
            System.out.println("main线程"+i);
            if(i==10){
                //调用stop方法 让线程停止
                testStop.stop();  //自己写的stop方法
                System.out.println("该线程已经停止");
            }

        }
    }
}

main线程0
main线程1
main线程2
main线程3
main线程4
main线程5
main线程6
main线程7
main线程8
main线程9
main线程10
该线程已经停止
main线程11
main线程12
main线程13
main线程14
main线程15
main线程16
main线程17
main线程18
main线程19

4.2.2 线程休眠

在这里插入图片描述

案例1: 模拟延时

package com.kuang.state;

import com.kuang.thread.TestThread4;

/**
 * 模拟网络延时  放大问题的发生性（更清楚的观察到问题）
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
public class TestSleep1 implements Runnable {

    private int ticketNums = 10;  //火车票数量

    @Override
    public void run() {

        while(true){

            if(ticketNums <= 0){
                break;
            }
            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"得到了第"+ticketNums--+"张票");
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 t4 = new TestThread4();

        new Thread(t4,"小明").start();
        new Thread(t4,"小方").start();
        new Thread(t4,"黄牛").start();

    }
}

小明得到了第10张票
小方得到了第9张票
黄牛得到了第10张票
黄牛得到了第8张票
小明得到了第6张票
小方得到了第7张票
黄牛得到了第5张票
小明得到了第4张票
小方得到了第5张票
小方得到了第3张票
黄牛得到了第2张票
小明得到了第3张票
小方得到了第1张票
黄牛得到了第0张票
小明得到了第-1张票   ## 错误数据

案例2：计时

package com.kuang.state;

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

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
public class TestSleep2 {


    public static void AccountTen() throws InterruptedException {

        int num = 10;
        while (true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if(num<=0){
                break;
            }
        }

    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //计时
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());
        while (true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
            startTime = new Date(System.currentTimeMillis());
        }
    }


}

4.2.3 线程礼让（yield）

在这里插入图片描述

代码实现：

package com.kuang.state;

/**
   线程礼让  礼让不一定成功
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
public class TestYield {

    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");
        Thread.yield();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束");
    }
}

4.2.4 线程插队（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

代码实现：

package com.kuang.state;

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
public class TestJoin implements Runnable{


    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("VIP来了"+i);
        }
    }

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

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if(i==100){
                thread.join();  //设置的线程插队
            }
            System.out.println("main===>"+i);
        }

    }

}

4.2.5 线程状态观测（state）

在这里插入图片描述

代码演示：

package com.kuang.state;

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
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(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(".......");   //这个输出，该线程结束
        });

        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);  //NEW

        //启动后
        thread.start();
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);   //RUNNABLE

        while (state != Thread.State.TERMINATED){
            Thread.sleep(100);
            state = thread.getState();  //更新线程状态
            System.out.println(state);
        }
        
        //线程终止后，不能启动
        thread.start();
    }

}

4.2.6 线程优先级

在这里插入图片描述

代码演示：

package com.kuang.state;

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
public class TestPriority {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main"+"-->"+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);


        t1.start();  //默认优先级

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

        t3.setPriority(5);
        t3.start();

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        t4.start();

    }


}

class MyPriority implements Runnable{

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

优先级高，不一定先执行，还是得看CPU的调度

4.2.7 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…

代码演示：（人生不过三万天36500）

package com.kuang.state;

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
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);  //设置为守护线程  默认是false表示是用户线程，正常的线程都是用户线程

        thread.start();  //上帝守护线程启动

        new Thread(you).start();  //你  用户线程启动

    }
}

class God implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝保佑着你！");
        }
    }
}


class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("每天快乐活着！");
        }

        System.out.println("goodbye,world!======");
    }
}

五、线程同步

并发：同一个对象被多个线程同时操作

在这里插入图片描述

5.1 概述

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.

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

保证线程同步的安全性

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．

5.2 不安全的线程案例

买票：

package com.kuang.syn;

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
public class UnsafeBuyTicket {

    public static void main(String[] args) {

        BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();

        new Thread(buyTicket,"小明").start();
        new Thread(buyTicket,"小李").start();
        new Thread(buyTicket,"小潘").start();

    }
}


class BuyTicket implements Runnable{

    //票数量
    int ticketNum = 10;
    //设置标志位，停止线程
    boolean flag = true;

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

    public void buy(){

        if(ticketNum <= 0 ){
            flag = false;
            return;
        }

        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获得了第"+ticketNum--+"张票");
    }

}


控制台输出结果： 买票出现-1

取款

package com.kuang.syn;

/**
 *
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
public class UnsafeBank {

    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account("结婚基金",100);
        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account, 100, "girlFriend");

        you.start();
        girlFriend.start();
    }

}


//账户
class Account{
    String name;  //卡名
    int money;   //余额

    public Account(String name, int money) {
        this.name = name;
        this.money = money;
    }
}

//取款
class Drawing extends Thread{

    Account account;  //账户
    int drawingMoney;  //取了多少钱
    int nowMoney;  //现在手里多少

    public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if(account.money-drawingMoney<0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"!余额不足。。");
            return;
        }

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //卡内余额 = 余额 - 你取得钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

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

    }
}


结婚基金余额为:-50
结婚基金余额为:-50
你手里的钱：50
girlFriend手里的钱：100

线程不安全的集合

package com.kuang.syn;

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

/**
 * 线程不安全的集合
 * 原因： 两个线程操作同一个地址
 * @author ppj
 * @date 2022/04/13
 */
public class UnsafeList {

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

        List<String> list = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
               list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        //防止在打印前，名称还没有加完
        Thread.sleep(1000);

        System.out.println(list.size());

    }

}

//输出结果不是10000

5.3 解决办法

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

 //synchronized  默认锁的是this  BuyTicket
    public synchronized void buy(){

        if(ticketNum <= 0 ){
            flag = false;
            return;
        }

        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获得了第"+ticketNum--+"张票");
    }

同步方法弊端

只读：A代码

修改： B代码

方法里面（A,B代码）需要修改的内容才需要锁，锁的太多，浪费资源

同步块

同步块: synchronized (Obj ){}
Obj称之为同步监视器**
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
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

@Override
    public void run() {

        //锁的对象就是变化的量，需要增删改的对象
        synchronized (account){
            //判断有没有钱
            if(account.money-drawingMoney<0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"!余额不足。。");
                return;
            }

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            //卡内余额 = 余额 - 你取得钱
            account.money = account.money - drawingMoney;
            //你手里的钱
            nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

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

    }

public class UnsafeList {

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

        List<String> list = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }
        //防止在打印前，名称还没有加完
        Thread.sleep(1000);

        System.out.println(list.size());

    }

}

拓展

// CopyOnWriteArrayList  线性安全
package com.kuang.syn;

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

/**
 *
 * 测试JUC安全类型的集合  java.util.concurrent
 * @author ppj
 * @date 2022/04/14
 */
public class TestJUC {

    public static void main(String[] args) {

        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(list.size());

    }

}

六、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.

代码案例：

package com.kuang.lock;

/**
 * 死锁： 多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
 * @author ppj
 * @date 2022/04/14
 */
public class DeadLock {

    public static void main(String[] args) {
        MakeUp g1 = new MakeUp(0, "女友1号");
        MakeUp g2 = new MakeUp(1, "女友2号");

        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来保证只有一份
    static LipStick lipStick = new LipStick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice;
    String girlName;

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


    @Override
    public void run() {
        //化妆
        makeup();
    }

    //化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    public void makeup(){
        if(choice == 0){
            synchronized (lipStick){  //获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁！");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            synchronized (mirror){    //1秒后想获得镜子
                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！");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            synchronized (lipStick){    //1秒后想获得镜子
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁！");
            }
        }
    }

}

注意：在同一个锁中，不去占有其他资源锁

死锁避免方法

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

七、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。

案例：买票

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/14
 */
public class TestLock {

    public static void main(String[] args) {
        TestLock2 testLock2 = new TestLock2();

        new Thread(testLock2,"小zhang").start();
        new Thread(testLock2,"小明").start();
        new Thread(testLock2,"小李").start();
    }

}


class TestLock2 implements Runnable{


    int TicketNum = 10;

    //定义lock锁   可重入锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {

            while (true) {
                lock.lock();  //加锁
                try {
                    if (TicketNum <= 0) {
                        break;
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(3000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获得了第" + TicketNum-- + "张票");

                } finally {
                    lock.unlock();
                    //try {    更加看清楚操作  延时放在这
                    //    Thread.sleep(3000);
                    //} catch (InterruptedException e) {
                    //    e.printStackTrace();
                    //}
                }

            }
    }
}

lock加锁的格式

class A{
     private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock();  //ReenTrantLock是lock接口实现类
     public void m(){
          lock.lock();
          try{
            
              //保证线程安全的代码;
             }
           finally{
            lock.unlock();
             //如果同步代码有异常，要将unlock()写入finally语句块
             }
         }
}

synchronized与Lock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只有代码锁，synchronized有代码锁和方法锁
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） > 同步方法（在方法体外）

八、线程协作

8.1 线程通信

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.

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
- synchronized可阻止并发更新同一个共享资源,实现了同步
- 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

方法名	作用
wait()	表示线程一直等待，直到其他线程通知，与sleep不同，它会释放锁
wait(long timeout)	指定等待的毫秒数
notify()	唤醒一个处于等待状态的线程
notifyAll()	唤醒同一个对象上所有调用wait方法的线程，优先级高的线程优先调度

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IilegalMonitorStateException

8.2 解决方式一（管程法）

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

生产者------》数据缓存区-------》消费者

代码实现：

package com.kuang.lock;

/**
 * 测试： 生产者消费者模型--》利用缓冲区解决： 管程法
 * 生产者 消费者  产品  缓冲区
 * @author ppj
 * @date 2022/04/14
 */
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++) {
            container.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了第"+i+"只鸡");
        }
    }
}

//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("消费了第"+container.pop().id+"只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int id;

    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];
    int count = 0;  //容器计数器


    //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
        if(count ==chickens.length){
            //通知消费者消费，生产等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果没有满，就需要丢入产品
        chickens[count] = chicken;
        count++;

        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    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
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果可以消费
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];

        //吃完了，通知生产者生产
        this.notifyAll();

        return chicken;
    }

}

8.3 解决方式二（信号灯法）

*并发协作模型“生产者/消费者模式” ====》信号灯法*

代码：

package com.kuang.lock;

/**
 * @author ppj
 * @date 2022/04/14
 */
public class TestPC2 {

    public static void main(String[] args) {
        Program program = new Program();

        new Actor(program).start();
        new Audience(program).start();

    }

}

//生产者===》演员
class Actor extends Thread{
    Program program;
    public Actor(Program program) {
        this.program = program;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if(i%2 == 0){
                this.program.play("奔跑吧");
            }else{
                this.program.play("广告走起。。。");
            }
        }
    }
}

//消费者---》群众
class Audience extends Thread{
    Program program;
    public Audience(Program program) {
        this.program = program;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            this.program.watch();
        }
    }
}

//产品===》节目
class Program{
    //演员表演，群众等待  T
    //观众观看，演员等待  F
    String show;  //表演的节目
    boolean flag = true;

    //表演
    public synchronized void play(String show){

        if(!flag){   //flag = false表明观众在观看，演员要等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.println("演员表演了："+show);
        //通知观众观看
        this.notifyAll();  //通知唤醒
        this.show = show;
        this.flag = !this.flag;  //更新flag
    }

    //观看
    public synchronized void watch(){

        if(flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.println("观众观看了"+show);

        //通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag = !this.flag;
    }


}

九、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:
提高响应速度（减少了创建新线程的时间)

降低资源消耗(重复利用线程池中线程，不需要每次都创建)

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

9.1 使用线程池

JDK 5.0起提供了线程池相关API: ExecutorServise和 Executors

ExecutorService:真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor

void execute(Runnable command)︰执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
Future submit(Callable task):执行任务，有返回值，一般又来执行Callable
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

测试：

package com.kuang.lock;

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

/**
 * 测试线程池
 * @author ppj
 * @date 2022/04/14
 */
public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1,创建服务，创建线程池
        //newFixedThreadPool  参数 线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(4);

        MyPool myPool = new MyPool();

        //执行
        service.execute(myPool);
        service.execute(myPool);
        service.execute(myPool);
        service.execute(myPool);
        service.execute(myPool);

        //关闭连接池
        service.shutdown();
    }
}

class MyPool implements Runnable{

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

结果： 线程在池子中取
pool-1-thread-1
pool-1-thread-3
pool-1-thread-2
pool-1-thread-4
pool-1-thread-3

原文链接：https://blog.csdn.net/PJ_STAR/article/details/124211026

一、线程概述

1.1 多任务

1.2 多线程

1.3 程序 进程 线程

1.4 Process与Thread

1.5 核心概念

二、线程创建

2.1 继承Thread类

2.2 实现Runnable接口

2.3 实现Callable接口

三、Lambda表达式

3.1 函数式接口的定义

四、线程状态

4.1 线程五大状态

4.2 线程方法

4.2.1 停止线程

4.2.2 线程休眠

4.2.3 线程礼让（yield）

4.2.4 线程插队（join）

4.2.5 线程状态观测（state）

4.2.6 线程优先级

4.2.7 守护（daemon）线程

五、线程同步

5.1 概述

5.2 不安全的线程案例

5.3 解决办法

六、死锁

七、Lock（锁）

八、线程协作

8.1 线程通信

8.2 解决方式一（管程法）

8.3 解决方式二（信号灯法）

九、线程池

9.1 使用线程池

1.3 程序进程线程