1. 多线程

1.1 概念

多线程就是指一个进程中同时有多个线程正在执行。

1.2 程序、进程、线程的区别

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一次执行过程，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。

1.3 线程的创建方式

线程有三种创建方式

1.3.1 继承 Thread类

代码实现

// 继承Tread执行步骤：1.继承Tread 2.重写run方法 3. 创建线程对象，调用start方法执行线程
public class TreadTest extends Thread {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 2000; i++) {System.out.println("多线程执行" + i);}}public static void main(String[] args) {// 创建线程对象TreadTest treadTest = new TreadTest();// 调用start方法开启线性treadTest.start();for (int i = 0; i < 2000; i++) {System.out.println("主线程执行" + i);}}
}

总结:注意,线程开启不一定立即执行,由CPU调度执行。

当创建完对象后调用run方法，执行的结果是，先执行run方法，再执行主线程，原因是调用run方法相当于同一线程上调用普通的方法。
当创建完对象后调用start方法，执行的结果是，start方法和main方法相互执行，两条线程交替执行。

1.3.2 案例：下载图片

public class ThreadTest02 extends Thread {private String url;private String name;public ThreadTest02(String url,String name) {this.url = url;this.name = name;}@Overridepublic void run() {Webdownloader webdownloader = new Webdownloader();webdownloader.downloader(this.name,this.url);System.out.println("下载了文件名为：" + name );}public static void main(String[] args) {ThreadTest02 t1 = new ThreadTest02("https://ss0.bdstatic.com/70cFvHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2653278343,3586655739&fm=26&gp=0.jpg","1.jpg");ThreadTest02 t2 = new ThreadTest02("https://ss0.bdstatic.com/70cFvHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2653278343,3586655739&fm=26&gp=0.jpg","2.jpg");ThreadTest02 t3 = new ThreadTest02("https://ss0.bdstatic.com/70cFvHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2653278343,3586655739&fm=26&gp=0.jpg","3.jpg");t1.start();t2.start();t3.start();}}
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("下载资源出错了");}}
}

1.3.3 实现Runnable接口

代码实现

// 继承Tread执行步骤：1.实现Runnable  2.重写run方法 3. 创建线程对象，调用start方法执行线程
public class TestTread03 implements Runnable {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 2000; i++) {System.out.println("多线程执行" + i);}}public static void main(String[] args) {// 创建线程对象TestTread03 t = new TestTread03();new Thread(t).start();for (int i = 0; i < 2000; i++) {System.out.println("主线程执行" + i);}}
}

1.3.4 小结

1.3.5 实现callable接口

代码实现

// 继承Tread执行步骤：1.实现Callable  2.重写call方法, 3. 具有返回值，可以抛出异常
public class TestTread05 implements Callable<Boolean> {private String url;private String name;public TestTread05(String url,String name) {this.url = url;this.name = name;}@Overridepublic Boolean call() {Webdownloader2 webdownloader = new Webdownloader2();webdownloader.downloader(name,url);System.out.println("下载了文件名为：" + name );return true;}public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {ThreadTest02 t1 = new ThreadTest02("https://ss0.bdstatic.com/70cFvHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2653278343,3586655739&fm=26&gp=0.jpg","1.jpg");ThreadTest02 t2 = new ThreadTest02("https://ss0.bdstatic.com/70cFvHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2653278343,3586655739&fm=26&gp=0.jpg","2.jpg");ThreadTest02 t3 = new ThreadTest02("https://ss0.bdstatic.com/70cFvHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2653278343,3586655739&fm=26&gp=0.jpg","3.jpg");// 创建执行服务ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);// 提交执行Future<Boolean> r1 = (Future<Boolean>) ser.submit(t1);Future<Boolean> r2 = (Future<Boolean>) ser.submit(t2);Future<Boolean> r3 = (Future<Boolean>) ser.submit(t3);// 获取结果Boolean rs1 = r1.get();Boolean rs2 = r2.get();Boolean rs3 = r3.get();System.out.println(rs1);System.out.println(rs2);System.out.println(rs3);// 关闭服务ser.shutdown();}
}
class Webdownloader2 {public void downloader(String url,String name) {try {FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();System.out.println("下载资源出错了");}}
}

1.4 初始并发问题

多个线程同时操作同一个对象
买火车票的例子

public class TestTread04 implements Runnable {private int ticketNum = 10;@Overridepublic void run() {while (true) {if (ticketNum <= 0) {break;}try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第" + ticketNum-- +"票");}}public static void main(String[] args) {TestTread04 t = new TestTread04();new Thread(t,"小明").start();new Thread(t,"老师").start();new Thread(t,"黄牛党").start();}
}

发现问题：多个线程操作同一个资源的情况下,线程不安全，数据紊乱。

总结：
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

1.5 案例：模拟龟兔赛跑-Race

public class Race implements Runnable{private static String winner;@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i <= 100; i++) {//模拟兔子休息if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10 ==0) {try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}// 判断比赛是否结束boolean flag = gameOver(i);if (flag) {break;}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"跑了"+i+"步");}}// 判断比赛是否结束public boolean gameOver(int step) {if (winner != null) {return true;}{if (step >= 100) {System.out.println("winner is" + Thread.currentThread().getName());return true;}}return false;}public static void main(String[] args) {Race race = new Race();new Thread(race,"兔子").start();new Thread(race,"乌龟").start();}}

1.6 静态代理

Marry：做事情的接口
You：真实对象（目标对象）
MarryCompany：代理对象

传统的方法是自己去做这件事情，没有什么扩展性

new You().happyMarry();

利用代理对象帮你去做这件事，但目标对象还是你

new MarryCompany(new You()).happyMarry();

静态代理模式总结：

真实对象和代理对象都要实现同一个接口；
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事情
真实对象专注做自己的事情

回到本文话题，这个静态代理跟多线程有什么关系呢？

其实多线程调用的过程就是利用静态代理的模式进行执行的；
首先看多线程执行的代码；

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

new Thread();其实是一个代理对象，查看源码会发现，Thread实现Runnable接口。

代码实现

public class StaticProxy {public static void main(String[] args) {new Thread(() -> System.out.println("我爱你")).start();new MarryCompany(new You()).happyMarry();}
}interface Marry {void happyMarry();
}
// 真实对象或者是目标对象
class You implements Marry {@Overridepublic void happyMarry() {System.out.println("我要结婚啦，真开心！！！");}
}class MarryCompany implements Marry {You you;public MarryCompany(You you) {this.you = you;}@Overridepublic void happyMarry() {before();this.you.happyMarry();after();}private void after() {System.out.println("结婚后，收余款");}private void before() {System.out.println("结婚前，布置场地");}}

1.7 Lamda表达

1.7.1 Lamda表达式的推导

函数式接口：只包含一个抽象方法的接口；
没有含参数

public class LamdaDemo {// 3. 静态内部类static class Like2 implements ILike {@Overridepublic void lamda() {System.out.println("lamda2");}}public static void main(String[] args) {ILike like = new Like();like.lamda();like = new Like2();like.lamda();// 4.局部内部类class Like3 implements ILike {@Overridepublic void lamda() {System.out.println("lamda3");}}like = new Like3();like.lamda();// 5.匿名内部类like = new ILike() {@Overridepublic void lamda() {System.out.println("lamdb4");}};like.lamda();like =() -> { System.out.println("lamdb5");};like.lamda();};// 6.lamda简化
}// 1. 定义一个函数式接口
interface ILike {void lamda();
}
// 2. 实现类
class Like implements ILike {@Overridepublic void lamda() {System.out.println("lamda1");}
}

只有一个参数的时候
总结：

参数的数据类型和括号都可以省略；
方法体可以省略，即{ }

public class LamdaDemo02 {public static void main(String[] args) {Ilike like = a -> {System.out.println("I love you "+a);};like.lamda(520);}
}
interface Ilike {void lamda(int a);
}

多个参数的时候
总结：
1.方法参数数据类型可以省略，但括号不可省略；（要么只省略数据类型；要么省略花括号和数据类型）
2.当方法体中只有一条语句时，花括号可以省略，有2条语句则花括号不能省略；

public class LamdaDemo03 {public static void main(String[] args) {ILike2 like =(a, b)-> {System.out.println("I love you "+a);System.out.println("I love you "+b);};like.lamda(520,502);}
}
interface ILike2 {void lamda(int a, int b);
}

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，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,必须加上括号，

1.8 线程状态

1.8.1 方法说明

方法	说明
setPriority(int newPriority)	更改线程的优先级
static void sleep(long millis)	在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
void join()	等待该线程终止
static void yield()	暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程
void interrupt()	中断线程，别用这个方式
boolean isAlive()	测试线程是否处于活动状态

1.8.2 线程停止

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。

1.8.3 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;

模拟倒计时

public class SleepDemo {public static void main(String[] args) {try {tenDown();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}public static void tenDown() throws InterruptedException {int num = 10;while (true) {Thread.sleep(1000);System.out.println(num--);if (num < 0) {break;}}}
}

1.8.4 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

public class YieldDemo {public static void main(String[] args) {MyYield myYield  = new MyYield();new Thread(myYield,"a").start();new Thread(myYield,"b").start();}
}class MyYield implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程执行");Thread.yield();//线程礼让System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止");}
}

1.8.5 线程强制执行

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

public class JoinDemo implements Runnable {@Overridepublic void run() {for (int j = 0; j < 500; j++) {System.out.println("线程VIP执行"+j);}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {JoinDemo joinDemo = new JoinDemo();Thread thread = new Thread(joinDemo);thread.start();for (int i = 0; i < 1000; i++) {if (i == 200) {thread.join();//线程插队}System.out.println("主线程执行"+i);}}
}

1.8.6 线程观测状态

Thread.State
线程状态。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。

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("//");});// 创建Thread.State state = thread.getState();System.out.println(state);// 启动thread.start();state = thread.getState();System.out.println(state);while (state != Thread.State.TERMINATED) {Thread.sleep(100);System.out.println(state);state = thread.getState();}System.out.println(state);}
}

1.9 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.
Thread.MIN_PRIORITY = 1;
Thread.MAX_PRIORITY = 10;Thread.NORM_PRIORITY = 5;
使用以下方式改变或获取优先级
getPriority()
setPriority(int xxx)

注意:优先级高的不一定先执行，得看CPU调度；但大多数情况下，优先级高优先执行。

public class ProrityTest implements Runnable {public static void main(String[] args) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());ProrityTest  prorityTest = new ProrityTest();Thread t1 = new Thread(prorityTest,"t1");Thread t2 = new Thread(prorityTest,"t2");Thread t3 = new Thread(prorityTest,"t3");Thread t4 = new Thread(prorityTest,"t4");Thread t5 = new Thread(prorityTest,"t5");Thread t6= new Thread(prorityTest,"t6");t1.start();t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);t2.start();t3.setPriority(4);t3.start();t4.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);t4.start();t5.setPriority(6);t5.start();t6.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);t6.start();}@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());}
}

1.10 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…

public class DaemoTest {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 {@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println("好人一生平安");}}
}
class You implements Runnable {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 36500; i++) {System.out.println("每天开心的活着");}System.out.println("==============Good Bye world===========");}
}

2. 线程同步

多个线程操作同一个对象

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。

形成的条件：队列+锁（为了解决线程不安全的问题）

由于同一进程的多个线程共享同-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:
- 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起;（导致效率降低）
- 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;（导致性能降低）
- 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.（导致优先级导致）

2.1 三大线程不安全案例

2.1.1 不安全买票问题

public class UnSafeBuyTicket implements Runnable {private int ticketNums = 10;boolean flag = true;public static void main(String[] args) {UnSafeBuyTicket t1 = new UnSafeBuyTicket();new Thread(t1,"学生").start();new Thread(t1,"老师").start();new Thread(t1,"黄牛党").start();}@Overridepublic void run() {while (flag) {try {buy();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}public void buy() throws InterruptedException {if (ticketNums <=0) {flag = false;return;}// 模拟延迟Thread.sleep(1000);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买了票"+ticketNums--);}
}

2.1.2 不安全银行取款问题

public class UnSafeBank {public static void main(String[] args) {Acount acount = new Acount(100,"小金库");Drawing you = new Drawing(acount,50,"你");Drawing girlFriend = new Drawing(acount,100,"女朋友");you.start();girlFriend.start();}
}
// 账户
class Acount {int money;String name;public Acount(int money, String name) {this.money = money;this.name = name;}
}// 模拟取钱
class Drawing extends Thread {Acount acount;// 账户int drawingMoney;// 取出的钱int nowMoney;// 手里的钱public Drawing(Acount acount, int drawingMoney, String name) {super(name);this.acount = acount;this.drawingMoney = drawingMoney;}@Overridepublic void run() {// 判断卡里的钱够不够if (acount.money - drawingMoney < 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够了");return;}// sleep可以放大问题的发生性try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//卡里的余额 = 卡里的钱 - 取出的钱acount.money = acount.money - drawingMoney;//手里的钱 = 手里的钱 + 取出的钱nowMoney = nowMoney + drawingMoney;System.out.println(acount.name+"余额为"+acount.money);System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);}
}

2.1.3 不安全添加元素问题

public class UnSafeList {public static void main(String[] args) {List list  = new ArrayList();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());}
}

2.2 同步方法

2.2.1 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

2.2.2 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

第一个线程访问,锁定同步监视器,执行其中代码.
第二个线程访问 ,发现同步监视器被锁定,无法访问.
第一个线程访问完毕,解锁同步监视器.
第二个线程访问,发现同步监视器没有锁,然后锁定并访问

2.2.3 解决不安全买票问题

synchronized 是同步方法，锁的是this即UnSafeBuyTicket对象

public synchronized void buy() throws InterruptedException {if (ticketNums <=0) {flag = false;return;}// 模拟延迟Thread.sleep(1000);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买了票"+ticketNums--);
}

2.2.4 解决不安全银行取钱问题

当我们在取钱的函数上加上synchronized发现依然会出现线程不安全的问题，原因是synchronized锁的对象是Drawing（银行），而我们主要操作的对象是Account（银行卡），所以锁错对象了。

@Overridepublic synchronized void run() {// 判断卡里的钱够不够if (acount.money - drawingMoney < 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够了");return;}// sleep可以放大问题的发生性try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//卡里的余额 = 卡里的钱 - 取出的钱acount.money = acount.money - drawingMoney;//手里的钱 = 手里的钱 + 取出的钱nowMoney = nowMoney + drawingMoney;System.out.println(acount.name+"余额为"+acount.money);System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);}

解决方法：synchronized同步块
锁的对象就是变化的量，需要增删改的对象

@Overridepublic synchronized void run() {//锁的对象就是变化的量，需要增删改的对象synchronized(acount) {// 判断卡里的钱够不够if (acount.money - drawingMoney < 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够了");return;}// sleep可以放大问题的发生性try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//卡里的余额 = 卡里的钱 - 取出的钱acount.money = acount.money - drawingMoney;//手里的钱 = 手里的钱 + 取出的钱nowMoney = nowMoney + drawingMoney;System.out.println(acount.name+"余额为"+acount.money);System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);}}

2.2.5 解决不安全添加元素问题

public class UnSafeList {public static void main(String[] args) {List list  = new ArrayList();for (int i = 0; i < 10000; i++) {new Thread(()->{synchronized (list) {list.add(Thread.currentThread().getName());}}).start();}try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(list.size());}
}

2.3 扩充：JUC

public class TestJUC {public static void main(String[] args) {CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();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());}
}

为什么 CopyOnWriteArrayList添加的元素是线程安全的呢？
我们查看源码
首先点击CopyOnWriteArrayList

/*** Creates an empty list.*/public CopyOnWriteArrayList() {setArray(new Object[0]);}

再点击setArray方法

    /*** Sets the array.*/final void setArray(Object[] a) {array = a;}

点击array

/** The array, accessed only via getArray/setArray. */private transient volatile Object[] array;

最终发现array是用volatitle修饰线程安全的。

2.4 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。（死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持）
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。（解决方法：将包含的其中一个对象锁提取到外面）
女生化妆案例
造成死锁

public class DeadLock {public static void main(String[] args) {Makeup g1 = new Makeup(0,"灰姑娘");Makeup g2 = new Makeup(1,"白雪公主");g1.start();g2.start();}
}
// 口红
class Lipstick {}
// 镜子
class Mirror {}
// 化妆
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;// 人-选择public Makeup(int choice, String girlName) {this.choice = choice;this.girlName = girlName;}String girlName;// 女生名称@Overridepublic void run() {try {makeUp();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}// 化妆的方法private void makeUp() throws InterruptedException {if (choice == 0) {synchronized (lipstick) {System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");Thread.sleep(1000);synchronized (mirror) {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(3000);synchronized (lipstick) {System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");}}}}
}

解决方法：将包含的其中一个对象锁提取到外面

public class DeadLock {public static void main(String[] args) {Makeup g1 = new Makeup(0,"灰姑娘");Makeup g2 = new Makeup(1,"白雪公主");g1.start();g2.start();}
}
// 口红
class Lipstick {}
// 镜子
class Mirror {}
// 化妆
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;// 人-选择public Makeup(int choice, String girlName) {this.choice = choice;this.girlName = girlName;}String girlName;// 女生名称@Overridepublic void run() {try {makeUp();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}// 化妆的方法private void makeUp() throws InterruptedException {if (choice == 0) {synchronized (lipstick) {System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");Thread.sleep(1000);}synchronized (mirror) {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(3000);}synchronized (lipstick) {System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");}}}
}

死锁避免方法
产生死锁的四个必要条件:

互斥条件: 一个资源每次只能被一个进程使用。
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。
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。
循环等待条件:若干进程之间形成-种头尾相接的循环等待资源关系。

总结：
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

2.5 Lock（锁）

隐式锁：synchronized（即锁的不知道是哪个对象）
显式锁：Lock

◆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L ock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象。

◆ReentrantLock （可重入锁）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。

2.5.1 语法：

class A{private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock();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}}}
}

2.5.2 案例：使用ReentrantLock解决不安全买票问题

public class ReentrantLockDemo {public static void main(String[] args) {BuyTicket b1 = new BuyTicket();new Thread(b1).start();new Thread(b1).start();new Thread(b1).start();}
}class BuyTicket implements Runnable{int ticketNum = 10;private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();@Overridepublic 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();//释放锁}}}
}

2.5.3synchronized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) >同步方法(在方法体之外)

3. 线程协作（生产者消费者模式）

3.1 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。

3.2 线程通信-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)

3.3 线程通信

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，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,优先级别高的线程优先调度

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llegalMonitorStateException

3.4 解决通信的方法

3.4.1 管道法

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

生产者只顾生产，生产完了就等待消费者消费；
消费者只顾消费，消费完了就等待生产者生产；

public class TestPC {public static void main(String[] args) {SynContainer synContainer = new SynContainer();new Producter(synContainer).start();new Customer(synContainer).start();}
}
//生产者
class Producter extends Thread {SynContainer synContainer;public Producter(SynContainer synContainer) {this.synContainer = synContainer;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {synContainer.push(new Chicken(i));System.out.println("生产了"+i+"只鸡");}}
}//消费者
class Customer extends Thread {SynContainer synContainer;public Customer(SynContainer synContainer) {this.synContainer = synContainer;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("消费了"+synContainer.pop().id+"只鸡");}}
}
//产品
class Chicken {// 产品编号int id;public Chicken(int id) {this.id = id;}
}//缓冲区
class SynContainer {//定义的容器Chicken[] chickens = new Chicken[10];//生产产品计数int count;// 生产者生产产品public synchronized void  push(Chicken chicken) {//当缓冲区满时，通知消费者消费,生产者等待if (count == chickens.length) {try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}//缓冲区未满时，生产者需要添加产品chickens[count] = chicken;count++;// 通知消费者消费this.notifyAll();}// 消费者消费产品public synchronized Chicken  pop() {// 判断是否能否消费if (count == 0) {//生产者进行生产，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;}
}

3.4.2 信号法

并发协作模型"生产者1消费者模式”–>信号灯法（判断一个标志位）

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;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {if (i%2==0) {this.tv.play("快乐大本营播放中");}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;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {this.tv.watch();}}
}
// 产品---节目
class TV {//演员表演，观众等待T//观众观看，演员等待FString 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);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("观众观看了==="+voice);this.notifyAll();this.flag = !this.flag;}
}

4. 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
JDK 5.0起提供了线程池相关API: ExecutorService 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，-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

用线程池创建线程

public class TestPool {public static void main(String[] args) {//1.创建服务，创建线程池ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);//2.执行service.submit(new MyTest());service.submit(new MyTest());service.submit(new MyTest());service.submit(new MyTest());service.submit(new MyTest());//3.关闭链接service.shutdown();}
}class MyTest implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName());}
}

5. 总结

5.1 线程创建

1.继承Thread
2.实现Runnable
3.实现Callable
4.线程池创建

5.2 线程的静态代理

5.3 Lamda表达式

5.4 线程状态

5.5 线程优先级

5.6 线程同步

5.7 Lock锁

5.8 线程通信

内容参考：https://www.bilibili.com/video/BV1V4411p7EF?p=1

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Java基础15-多线程

1. 多线程

1.1 概念

1.2 程序、进程、线程的区别

1.3 线程的创建方式

1.3.1 继承 Thread类

1.3.2 案例：下载图片

1.3.3 实现Runnable接口

1.3.4 小结

1.3.5 实现callable接口

1.4 初始并发问题

1.5 案例：模拟龟兔赛跑-Race

1.6 静态代理

1.7 Lamda表达

1.7.1 Lamda表达式的推导

1.8 线程状态

1.8.1 方法说明

1.8.2 线程停止

1.8.3 线程休眠

1.8.4 线程礼让

1.8.5 线程强制执行

1.8.6 线程观测状态

1.9 线程优先级

1.10 守护线程

2. 线程同步

2.1 三大线程不安全案例

2.1.1 不安全买票问题

2.1.2 不安全银行取款问题

2.1.3 不安全添加元素问题

2.2 同步方法

2.2.1 同步方法

2.2.2 同步块

2.2.3 解决不安全买票问题

2.2.4 解决不安全银行取钱问题

2.2.5 解决不安全添加元素问题

2.3 扩充：JUC

2.4 死锁

2.5 Lock（锁）

2.5.1 语法：

2.5.2 案例：使用ReentrantLock解决不安全买票问题

2.5.3synchronized与Lock的对比

3. 线程协作（生产者消费者模式）

3.1 线程通信

3.2 线程通信-分析

3.3 线程通信

3.4 解决通信的方法

3.4.1 管道法

3.4.2 信号法

4. 线程池

5. 总结

5.1 线程创建

5.2 线程的静态代理

5.3 Lamda表达式

5.4 线程状态

5.5 线程优先级

5.6 线程同步

5.7 Lock锁

5.8 线程通信

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