什么是JUC
源码+官方文档
JUC是 java util concurrent
面试高频问JUC~!
java.util 是Java的一个工具包
业务:普通的线程代码 Thread
Runnable: 没有返回值、效率相比于Callable 相对较低!
线程和进程
进程:一个程序,允许一个java程序会进程里面会出现一个java.exe;数据+代码+pcb
一个进程可以包含多个线程,至少包含一个线程!
Java默认有几个线程?2个线程! main线程、GC线程
线程:开了一个进程qq,聊天打字,消息提示(线程负责的)
对于Java而言:Thread、Runable、Callable进行开启线程的。
JAVA真的可以开启线程吗? 开不了的! 原因Java没有权限去开启线程、操作硬件的,这是一个native的一个本地方法,它调用的底层的C++代码。
并发、并行
并发: 多线程操作同一个资源。
CPU 只有一核,模拟出来多条线程,那么我们就可以使用CPU快速交替,来模拟多线程。
并行: 多个人并排行走。
CPU多核,多个线程可以同时执行。
publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){//获取cpu的核数System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());}}
并发编程的本质:充分利用CPU的资源!
线程的6个状态
publicenumState{//创建NEW,//运行RUNNABLE,//阻塞BLOCKED,//等待WAITING,//超时等待TIMED_WAITING,//终止TERMINATED;}
面试题:谈一谈wait和sleep区别?
Lock锁(重点)
synchronized锁问题
packagecom.zmz.day01;/***@ProjectName:Juc*@Package:com.zmz.day01*@ClassName:TicketTest*@Author:张晟睿*@Date:2021/9/514:01*@Version:1.0*///资源类属性+方法oopclassTicket{privateintnum=50;//卖票方式synchronized本质:队列锁publicsynchronizedvoidsale(){if(num>0){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了第"+num+"张票,剩余:"+--num+"张票");}}}publicclassTicketTest{publicstaticvoidmain(String[]args){//多线陈操作//并发:多个线程操作同一个资源ticketTicketticket=newTicket();//@FunctionalInterface函数式接口jdk1.8之后lambda表达式newThread(()->{for(inti=0;i<60;i++){ticket.sale();}},"A").start();newThread(()->{for(inti=0;i<60;i++){ticket.sale();}},"B").start();newThread(()->{for(inti=0;i<60;i++){ticket.sale();}},"C").start();}}
Lock接口
公平锁: 公平,必须先来后到~;
非公平锁: 不公平,可以插队;(默认为非公平锁)
使用Lock进行操作
Lock
实现提供比使用synchronized
方法和语句可以获得的更广泛的锁定操作。 它们允许更灵活的结构化,可能具有完全不同的属性,并且可以支持多个相关联的对象Condition
。
锁是用于通过多个线程控制对共享资源的访问的工具。 通常,锁提供对共享资源的独占访问:一次只能有一个线程可以获取锁,并且对共享资源的所有访问都要求首先获取锁。 但是,一些锁可能允许并发访问共享资源,如ReadWriteLock
的读锁。
使用synchronized
方法或语句提供对与每个对象相关联的隐式监视器锁的访问,但是强制所有锁获取和释放以块结构的方式发生:当获取多个锁时,它们必须以相反的顺序被释放,并且所有的锁都必须被释放在与它们相同的词汇范围内。
虽然synchronized
方法和语句的范围机制使得使用监视器锁更容易编程,并且有助于避免涉及锁的许多常见编程错误,但是有时您需要以更灵活的方式处理锁。 例如,用于遍历并发访问的数据结构的一些算法需要使用“手动”或“链锁定”:您获取节点A的锁定,然后获取节点B,然后释放A并获取C,然后释放B并获得D等。 所述的实施方式中Lock
接口通过允许获得并在不同的范围释放的锁,并允许获得并以任何顺序释放多个锁使得能够使用这样的技术。
随着这种增加的灵活性,额外的责任。 没有块结构化锁定会删除使用synchronized
方法和语句发生的锁的自动释放。 在大多数情况下,应使用以下惯用语:
Lockl=...;l.lock();try{//accesstheresourceprotectedbythislock}finally{l.unlock();}
当在不同范围内发生锁定和解锁时,必须注意确保在锁定时执行的所有代码由try-finally或try-catch保护,以确保在必要时释放锁定。
Lock
实现提供了使用synchronized
方法和语句的附加功能,通过提供非阻塞尝试来获取锁( tryLock()
),尝试获取可被中断的锁( lockInterruptibly()
) ,以及尝试获取可以超时( tryLock(long, TimeUnit)
)。
一个Lock
类还可以提供与隐式监视锁定的行为和语义完全不同的行为和语义,例如保证排序,非重入使用或死锁检测。 如果一个实现提供了这样的专门的语义,那么实现必须记录这些语义。
请注意, Lock
实例只是普通对象,它们本身可以用作synchronized
语句中的目标。 获取Lock
实例的监视器锁与调用该实例的任何lock()
方法没有特定关系。 建议为避免混淆,您不要以这种方式使用Lock
实例,除了在自己的实现中。
除非另有说明,传递任何参数的null
值将导致NullPointerException
被抛出。
内存同步
所有Lock
实施必须执行与内置监视器锁相同的内存同步语义,如The Java Language Specification (17.4 Memory Model) 所述 :
不成功的锁定和解锁操作以及重入锁定/解锁操作,不需要任何内存同步效果。
成功的lock
操作具有与成功锁定动作相同的内存同步效果。
成功的unlock
操作具有与成功解锁动作相同的内存同步效果。
实施注意事项
锁定采集(可中断,不可中断和定时)的三种形式在性能特征,排序保证或其他实施质量方面可能不同。 此外,在给定的Lock
课程中,中断正在获取锁的能力可能不可用。 因此,不需要实现对所有三种形式的锁获取完全相同的保证或语义,也不需要支持正在进行的锁获取的中断。 需要一个实现来清楚地记录每个锁定方法提供的语义和保证。 它还必须遵守此接口中定义的中断语义,只要支持锁获取的中断,即全部或仅在方法输入。
由于中断通常意味着取消,并且检查中断通常是不频繁的,所以实现可以有利于通过正常方法返回来响应中断。 即使可以显示中断发生在另一个动作可能已经解除了线程之后,这是真的。 一个实现应该记录这个行为。
packagecom.zmz.day01;/***@ProjectName:Juc*@Package:com.zmz.day01*@ClassName:TicketTest2*@Author:张晟睿*@Date:2021/9/516:15*@Version:1.0*/importjava.util.concurrent.locks.Lock;importjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/***@ClassNameTicketTest2*@Description*@Author张晟睿*@Date2021/9/5**/classTicket2{/**加锁三步*1.实例化lock对象*2.lock加锁*3.unlock解锁**/Lockl=newReentrantLock();privateintnum=50;//卖票方式synchronized本质:队列锁publicvoidsale(){//加锁l.lock();try{//业务代码if(num>0){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了第"+num+"张票,剩余:"+--num+"张票");}}catch(Exceptione){e.printStackTrace();}finally{//解锁l.unlock();}}}publicclassTicketTest2{publicstaticvoidmain(String[]args){//多线陈操作//并发:多个线程操作同一个资源ticketTicketticket=newTicket();//@FunctionalInterface函数式接口jdk1.8之后lambda表达式newThread(()->{for(inti=0;i<60;i++){ticket.sale();}},"A").start();newThread(()->{for(inti=0;i<60;i++){ticket.sale();}},"B").start();newThread(()->{for(inti=0;i<60;i++){ticket.sale();}},"C").start();}}
生产者消费者问题
synchronized版
packagecom.zmz.day01;/***@ProjectName:Juc*@Package:com.zmz.day01*@ClassName:TicketTest3*@Author:张晟睿*@Date:2021/9/516:35*@Version:1.0*//***@ClassNameTicketTest3*@Description*@Author张晟睿*@Date2021/9/5**/publicclassTicketTest3{publicstaticvoidmain(String[]args){Datadata=newData();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){try{data.increment();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}},"A").start();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){try{data.decrement();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}},"B").start();}}//判断等待业务唤醒classData{privateintnumber=0;//+1操作publicsynchronizedvoidincrement()throwsInterruptedException{if(number!=0){this.wait();}number++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);this.notifyAll();}//-1操作publicsynchronizedvoiddecrement()throwsInterruptedException{if(number==0){this.wait();}number--;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);this.notifyAll();}}
问题存在,A线程B线程,现在如果我有四个线程A B C D!该怎么去解决问题
if判断改为While判断就可以解决虚假唤醒的问题。
packagecom.zmz.day01;/***@ProjectName:Juc*@Package:com.zmz.day01*@ClassName:TicketTest3*@Author:张晟睿*@Date:2021/9/516:35*@Version:1.0*//***@ClassNameTicketTest3*@Description*@Author张晟睿*@Date2021/9/5**///线程之间的通讯问题:生产者和消费者的问题!等待唤醒,通知唤醒//线程交替执行AB操作同一个资源publicclassTicketTest3{publicstaticvoidmain(String[]args){Datadata=newData();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){try{data.increment();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}},"A").start();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){try{data.decrement();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}},"B").start();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){try{data.decrement();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}},"C").start();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){try{data.decrement();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}},"D").start();}}//判断等待业务唤醒classData{privateintnumber=0;//+1操作publicsynchronizedvoidincrement()throwsInterruptedException{while(number!=0){this.wait();}number++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);this.notifyAll();}//-1操作publicsynchronizedvoiddecrement()throwsInterruptedException{while(number==0){this.wait();}number--;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);this.notifyAll();}}
JUC版本的解决A B C D多线程的问题
packagecom.zmz.day01;/***@ProjectName:Juc*@Package:com.zmz.day01*@ClassName:JucTest1*@Author:张晟睿*@Date:2021/9/519:34*@Version:1.0*/importjava.util.concurrent.locks.Condition;importjava.util.concurrent.locks.Lock;importjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/***@ClassNameJucTest1*@Description*@Author张晟睿*@Date2021/9/5**/publicclassJucTest1{publicstaticvoidmain(String[]args){Data2data=newData2();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){data.increment();}},"A").start();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){data.decrement();}},"B").start();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){data.increment();}},"C").start();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){data.decrement();}},"D").start();}}classData2{privateintnumber=0;//lock锁Lockl=newReentrantLock();Conditioncondition=l.newCondition();publicvoidincrement(){l.lock();try{//业务while(number!=0){//等待操作condition.await();}number++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);//通知其他线程我+1完毕了condition.signalAll();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}finally{l.unlock();}}publicvoiddecrement(){l.lock();try{//业务while(number==0){//等待操作condition.await();}number--;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);//通知其他线程我-1完毕了condition.signalAll();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}finally{l.unlock();}}}
Condition的优势:精准通知、唤醒的线程
packagecom.zmz.day01;/***@ProjectName:Juc*@Package:com.zmz.day01*@ClassName:JucTest2*@Author:张晟睿*@Date:2021/9/519:52*@Version:1.0*/importjava.util.concurrent.locks.Condition;importjava.util.concurrent.locks.Lock;importjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/***@ClassNameJucTest2*@Description*@Author张晟睿*@Date2021/9/5**/publicclassJucTest2{publicstaticvoidmain(String[]args){Data3data3=newData3();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){data3.printA();}},"A").start();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){data3.printB();}},"B").start();newThread(()->{for(inti=0;i<10;i++){data3.printC();}},"C").start();}}classData3{privateLockl=newReentrantLock();Conditioncondition1=l.newCondition();Conditioncondition2=l.newCondition();Conditioncondition3=l.newCondition();privateintflag=1;publicvoidprintA(){l.lock();//判断->执行->通知try{while(flag!=1){//等待condition1.await();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->A");flag=2;//唤醒指定线程condition2.signal();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}finally{l.unlock();}}publicvoidprintB(){l.lock();//判断->执行->通知try{while(flag!=2){//等待condition2.await();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->BB");flag=3;//唤醒指定线程condition3.signal();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}finally{l.unlock();}}publicvoidprintC(){l.lock();//判断->执行->通知try{while(flag!=3){//等待condition3.await();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->CCC");flag=1;//唤醒指定线程condition1.signal();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}finally{l.unlock();}}}
作者:Java厂长