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一、线程安全
二、线程安全问题
三、线程安全
1.同步代码块
2.同步方法
3.Lock锁
3.1常用方法#xff1a; 3.2 死锁
3.3 练习#xff1a;
四、生产者和消费者#xff08;线程通信问题#xff09; 一、线程安全
如果有多个线程在同时运行#xff0c;而这些…目录
一、线程安全
二、线程安全问题
三、线程安全
1.同步代码块
2.同步方法
3.Lock锁
3.1常用方法 3.2 死锁
3.3 练习
四、生产者和消费者线程通信问题 一、线程安全
如果有多个线程在同时运行而这些线程可能会同时运行这些代码程序每次运行的结果和单线程每次运行的结果是一样的就是线程安全的反之则是非线程安全的。
二、线程安全问题
现在有如下场景电影院要卖票我们模拟电影院的网上卖票过程。本次电影的座位共 100个(本场电影只能卖100张票)。我们来模拟电影院的售票窗口实现多个窗口同时卖这 场电影票(多个窗口一起卖这100张票。
售票窗口我们可以用线程来模拟。票数我们可以在 Runnable 的实现类中设定。
package thread;public class Demo {public static void main(String[] args) {SellTicket sellTicketnew SellTicket();Thread t1 new Thread(sellTicket,1号窗口);Thread t2 new Thread(sellTicket,2号窗口);Thread t3 new Thread(sellTicket,3号窗口);Thread t4 new Thread(sellTicket,4号窗口);Thread t5 new Thread(sellTicket,5号窗口);t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();t5.start();}
}
class SellTicket implements Runnable {private int tickets100;//总票数private Object objectnew Object();//锁Overridepublic void run() {//售票窗口一直开放while (true){//同步synchronized (object){//还有票if (tickets0){try {Thread.sleep(100);//模拟出票} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(Thread.currentThread().getName()正在出售第【tickets--】张票);}}}}
} 线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的 若每个线程中对全局变量及静态变量只有读操作、没有写操作一般来说这个全局变量是线程安全的若有多个线程同时执行写操作一般都需要考虑线程同步否则的话就可能影响线程安全。 安全问题出现的条件
多线程环境共享数据有多条语句操作共享数据 如果解决多线程安全问题
基本思想让程序处在没有安全问题的环境中怎么解决把多条语句操作共享数据的代码锁起来使得在任何时刻只能有一个线程执行该代码Java提供了同步的方式synchronized
三、线程安全
当我们使用多个线程访问同一资源的时候且多个线程中对资源有写的操作就容易出现线程安全问题。要解决多线程并发访问同一资源的问题也就是解决重复票和不存在票问题Java中提供了同步机制来解决。
也就是说一号窗口线程进入操作的时候其他线程只能在外等着一号窗口操作结束其他代码也包括一号窗口才有机会去执行。也就是说在某个线程修改共享资源的时候其他线程不能修改该资源等待修改完毕同步之后才能去抢夺CPU资源完成对应的操作。
为了保证每个线程都能执行原子操作Java提供了同步机制。 原子操作时不需要synchronized的所谓原子操作是不能被线程调度机制打断的操作这种操作一旦开始执行就一直运行到结束中间不会发生切换。 如果这个操作所处的层的更高层不能发现其内部实现和结构那么这个操作就是一个原子操作。 原子操作可以是一个步骤也可以是多个步骤但是它的顺序不能被打乱而且不能被切割只执行其中的一部分。 将整个操作视作一个整体是原子性的核心特征。 Java提供了三种同步机制
同步代码块同步方法锁机制
1.同步代码块
synchronized关键字可以用于方法中的某个区块中表示只对这个区块的资源实行互斥访问。
synchronized(同步锁){//同步的代码
}
同步锁对象的同步锁只是一个概念可以想象成在任何一个对象上标记了一个锁。
2.同步方法
使用synchronized修饰的方法叫做同步方法保证A线程执行该方法的时候其他线程只能在方法外等着。
public synchronized void method(){// 可能出现安全问题的代码
}
或者
synchronized public void method(){//可能出现安全问题的代码
}
同步方法中的同步锁是什么
对于实例方法同步锁就是this。
对于static方法同步锁就是方法所在类的字节码文件类名.class。
3.Lock锁
java.util.concurrent.locks.Lock机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广泛的锁定操作同步方法/同步代码块有的功能Lock都有除此之外更强大更体现面向对象。在JDK5引入了ReentrantLock,ReentrantLock重入锁是实现Lock接口的一个类也是在实际编程中总是用皮率很高的一个锁支持重入性表示能够对共享资源重复加锁即当前线程获取该锁后再次获取不会被阻塞支持公平锁和非公平锁两种方式。
3.1常用方法
public void lock(); //加同步锁public void unlock(); //释放同步锁 3.2 死锁
概述 线程死锁是指由于两个或多个线程互相持有对方所需要的资源 导致这些线程处于等待状态无法前往执行。
什么情况下会产生死锁
资源有限同步嵌套
package thread;public class Demo04 {public static void main(String[] args) {Object A new Object();Object B new Object();new Thread(()-{while (true){synchronized (A){synchronized (B){System.out.println(线程1);}}}}).start();new Thread(()-{while (true){synchronized (B){synchronized (A){System.out.println(线程2);}}}}).start();}
}3.3 练习 写5个线程对 i 进行 100次 加一操作再写 5 个线程对 i 进行100次 减一操作输出结果.
package thread;import java.util.concurrent.CountDownLatch;/*** 写5个线程对 i 进行 100次 加一操作再写 5 个线程对 i 进行100次 减一操作输出结果*/
public class Five {
// public static int i0;public static void main(String[] args) {//第一种
// Thread[] t1 new Thread[5];//加1的线程
// Thread[] t2 new Thread[5];//减1的线程
//
// //加1的五个线程
// for (int j 0; j 5; j) {
// t1[j]new Thread(()-{
// synchronized (Five.class){
// for (int k 0; k 1000; k) {
// i;
// }
// }
//
// });
// t1[j].start();
// }
//
// //减1的五个线程
// for (int j 0; j 5; j) {
// t2[j]new Thread(()-{
// synchronized (Five.class){
// for (int k 0; k 1000; k) {
// i--;
// }
// }
//
// });
// t2[j].start();
// }
//
// for (int j 0; j 5; j) {
// try {
// t1[j].join();
// t2[j].join();
// } catch (InterruptedException e) {
// throw new RuntimeException(e);
// }
// }
// System.out.println(Thread.currentThread().getName():i);Operate operate new Operate();//线程计数CountDownLatch countDownLatch new CountDownLatch(10);//定义Runnable对向执行加1操作Runnable addRun()-{for (int j 0; j 100; j) {operate.add();}//减少计数器的值countDownLatch.countDown();};//定义Runnable对向执行减1操作Runnable subRun()-{for (int j 0; j 100; j) {operate.sub();}countDownLatch.countDown();};for (int j 0; j 5; j) {new Thread(addRun).start();}for (int j 0; j 5; j) {new Thread(subRun).start();}try {countDownLatch.await();//等待线程数为0说明十个线程都执行结束了} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(operate.getI());}
}
class Operate{private int i0;public void add(){synchronized (this){i;}}public void sub(){synchronized (this){i--;}}public int getI(){return i;}
}
四、生产者和消费者线程通信问题
概述
生产者消费者模式是一种十分经典的多线程协作模式。
所谓生产者消费者问题实际上主要包含了两类线程
一种是生产者线程用于生产数据
一种是消费者线程用于消费数据
为了解耦生产者和消费者的关系通常会采用共享的数据区域就像是一个仓库。
生产者生产数据之后直接放到共享数据区中并不需要关心消费者的行为
消费者只需要在共享数据区中去获取数据并不需要关心生产者的行为。 调用wait()/notify()/notifyAll()方法时必须在同步方法/同步代码块中调用 package thread;import java.time.LocalDateTime;/*** 线程间操作的必要性* 生产者消费者问题*/
public class Demo07 {public static void main(String[] args) {Cook cook Cook.getCOOK();//厨师线程Maker maker new Maker(cook, 邹厨师);//顾客Eater e1 new Eater(cook,浩哥);Eater e2 new Eater(cook, 龙哥);Eater e3 new Eater(cook, 王亮);maker.start();e1.start();e2.start();e3.start();}
}
//厨师类
class Cook{private String bread;//面包private static final Cook cooknew Cook();private Cook(){}public static Cook getCOOK() {return cook;}//同步 制作面包public synchronized void make(){if (bread!null){try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()睡了);wait();System.out.println(Thread.currentThread().getName()醒了);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}//制作面包的过程try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}bread LocalDateTime.now().toString();notify();System.out.println(Thread.currentThread().getName()做了一个面包bread);}//吃public synchronized void eat(){if (breadnull){try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()睡了);wait();System.out.println(Thread.currentThread().getName()醒了);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}else {try {//吃面包的过程Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(Thread.currentThread().getName()吃了bread);breadnull;notifyAll();//确保把厨师唤醒}}
}
//顾客类---主要是吃
class Eater extends Thread{Cook cook;public Eater(Cook cook,String name) {super(name);this.cook cook;}Overridepublic void run() {while (true){cook.eat();}}
}
//制作面包的类
class Maker extends Thread{Cook cook;public Maker(Cook cook,String name){super(name);this.cookcook;}Overridepublic void run() {while (true){cook.make();}}
}
