2022-08-04 第五组赖哲栋学习笔记

2022/8/4 23:23:08

编程Tag： new 线程 lock thread public void 04 08 第五组

本文主要是介绍2022-08-04 第五组赖哲栋学习笔记，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

LockSupport工具类

线程阻塞的工具类，所有的方法都是静态方法，可以让线程在任意位置阻塞。阻塞之后也有唤醒的方法。
park：停车。如果我们把Thread看成一辆车的话，park就是让车停下
unpark：就是让车启动然后跑起来

区别：

1.park不需要获取某个对象的锁（不释放锁），wait释放锁
2.因为中断park不会抛出InterruptedException异常，需要在park之后自行判断中断状态，然后做额外的处理。unpark不会抛异常。

总结：

1.park和unpark可以实现wait和notify的功能，但是并不和wait和notify交叉使用。
2.park和unpark不会出现死锁。
3.blocker的作用看到阻塞对象的信息

public static final Object OBJ = new Object();
 
    public void show() {
        try {
            super.wait();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable = () -> {
            synchronized (OBJ) {
                System.out.println("线程【" + Thread.currentThread().getName() + "】正在执行...");
                // 阻塞
                LockSupport.park("我被阻塞了...");
                if(Thread.currentThread().isInterrupted()){
                    System.out.println("被中断了...");
                }
                System.out.println("继续执行...");
            }
        };
        Thread t1 = new Thread(runnable,"线程一");
        Thread t2 = new Thread(runnable,"线程二");
 
        t1.start();
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(LockSupport.getBlocker(t1));
        t2.start();
        Thread.sleep(3000);
        // 线程中断
        t1.interrupt();
        // 把t2唤醒
        LockSupport.unpark(t2);
        t1.join();
        t2.join();
    }
}

Lock锁

Lock是一个接口
键盘输入
打印输出
极其耗资源IO操作。这两种在实际开发中绝对不允许使用

public void show() {
        Lock lock = new Lock() {
            @Override
            public void lock() {
 
            }
            @Override
            public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
 
            }
            @Override
            public boolean tryLock() {
                return false;
            }
            @Override
            public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
                return false;
            }
            @Override
            public void unlock() {
 
            }
            @Override
            public Condition newCondition() {
                return null;
            }
        };
        // 加锁
        lock.lock();
        try {
            // 正常处理业务逻辑
            System.out.println();
        }catch (Exception e){
            // 当出现异常的解决方案
        }finally { // 释放资源，关闭连接，关闭输入输出流
            // 手动释放锁
            lock.unlock();
        }
    }
    public void info() {
        Lock lock = new Lock() {
            @Override
            public void lock() {
            }
            @Override
            public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
 
            }
            @Override
            public boolean tryLock() {
                return false;
            }
            @Override
            public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
                return false;
            }
 
            @Override
            public void unlock() {
 
            }
            @Override
            public Condition newCondition() {
                return null;
            }
        };
        // 如果拿到了锁
        if(lock.tryLock()){
            try {
                // 正常处理业务逻辑
            }catch (Exception e){
                // 当出现异常的解决方案
            }finally { // 释放资源，关闭连接，关闭输入输出流
                // 手动释放锁
                lock.unlock();
            }
        }else {
            // 如果没有拿到锁，则直接做另外的事情
        }
    }
}

Lock接口的实现类ReentrantLock

ReentrantLock，可重入锁。实现了Lock接口

synchronized和Lock的区别：

Lock是一个接口，synchronized是一个关键字，是由底层（C）语言实现的。
synchronized发生异常时，会自动释放线程占用的锁不会发生死锁。Lock发生异常，若没有主动释放，极有可能占用资源不放手，需要在finally中手动释放锁。
Lock可以让等待锁的线程响应中断，使用synchronized只会让等待的线程一直等待下去，不能响应中断
Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。

class Ticket implements Runnable {
 
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
 
    private static Integer count = 100;
 
    String name;
 
    public Ticket(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(Ticket.count > 0){
            lock.lock();
            try {
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                if(count > 0){
                    System.out.println(name + "正在卖票，剩余：" + count + "张！");
                    count--;
                    // count = count - 1;
                }
            }finally {
                lock.unlock();
            }
        } 
    }
}
public class Ch03 {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket t1 = new Ticket("窗口一");
        Ticket t2 = new Ticket("窗口二");
        Ticket t3 = new Ticket("窗口三");
 
        new Thread(t1).start();
        new Thread(t2).start();
        new Thread(t3).start();
    }
}

Lock以下功能是synchronized不具备的

ReentrantReadWriteLock：读写锁

对于一个应用而言，一般情况下读操作远远多于写的操作，如果仅仅是读的操作没有写的操作，
数据又是线程安全，读写锁给我们提供了一种锁，读的时候可以很多线程一起读，但是不能有线程写，
写是独占的，当有线程在执行写的操作，其他线程既不能读，也不能写。
在某些场景下能极大的提升效率

private static ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
 
    private static int count = 1;
 
    public static void main(String[] args) {
        Runnable read = () -> {
            // 创建了一个读锁
            ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = lock.readLock();
            readLock.lock();
            try {
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println("我在读数据：" + count);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                readLock.unlock();
            }
        };
        Runnable write = () -> {
            // 创建了一个写锁
            ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = lock.writeLock();
            writeLock.lock();
            try {
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println("我在写数据：" + count++);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                writeLock.unlock();
            }
        };
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            Random random = new Random();
            int flag = random.nextInt(100);
            System.out.println("生成的随机整数：" + flag);
            if(flag > 20){
                new Thread(read).start();
            }else {
                new Thread(write).start();
            }
        }
    }
}

lock锁的原理cas和aqs

synchronized是由C语言实现的，只能作为关键字来使用
java提供了一些并发的编程的包，底层的实现原理cas和aqs
并发编程三大特性：
1.原子性：原子操作可以是一个步骤，也可以是多个步骤，但是顺序不能乱，也不可以被切割只执行其中的一部分，将整个操作视为一个整体。原子性不仅仅是多行代码，也可能是多条指令。
2.可见性
3.有序性
synchronized lock：可以保证原子性、可见性、有序性。
CAS：compare and swap，比较并交换。JDK11改成了compare and set。
思路：就是给一个元素赋值的时候，先看看内存里的那个值到底变没变。
AQS：抽象队列同步器，用来解决线程同步执行的问题。它是一个双向链表
java.util.concurrent.atomic下
JUC并发编程包
1.原子类Atomic
基本类型
AtomicInteger：整型原子类
AtomicLong：长整型原子类
AtomicBoolean：布尔型原子类
数组类型
AtomicLongArray：长整型数组原子类
AtomicIntegerArray：整型数组原子类
AtomicReference：引用数据类型原子类

public class Ch06 {

   private static AtomicInteger adder = new AtomicInteger();

   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       int a = 10;
       for (int i = 0; i < 1000; i++) {
           Thread thread = new Thread(() -> {
               adder.getAndIncrement();
           });
           thread.start();
           // 阻塞
           thread.join();
       }
       System.out.println("a:" + a);
       System.out.println("aaa：" + adder.get());
   }

线程池

为什么要使用线程池

（1）降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低创建和销毁线程造成的资源消耗
（2）提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
（3）提过线程的可管理性。线程比较稀缺的资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

JDK自带的四种线程池通过Executors提供的

newCachedThreadPool：创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可以灵活回收空闲线程，若无可回收，创建新线程。
newFixedThreadPool：创建一个定长的线程池，可以控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool：创建一个定长的线程池，支持定时及周期性任务执行
newSingleThreadExecutor：创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有的任务按照指定顺序执行

这四种线程池的初始化都调用了同一个构造器：

  ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                     int maximumPoolSize,
                     long keepAliveTime,
                     TimeUnit unit,
                     BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                     ThreadFactory threadFactory,
                     RejectedExecutionHandler handler)

参数的意义（重要）：

corePoolSize：线程池里线程的数量，核心线程池大小
maximumPoolSize：指定了线程池里的最大线程数量
keepAliveTime：当线程池线程数量大于corePoolSize，多出来的空闲线程，多长时间被销毁
unit：时间单位
workQueue：任务队列，用于存放提交但是尚未被执行的任务
threadFactory：线程工厂，用来创建线程，线程工厂就是我们new线程的
handler：拒绝策略，是将任务添加到线程池中时，线程池拒绝该任务多采取的相应的措施。

常见的工作队列

ArrayBlockingQueue：基于数组的有界阻塞队列。FIFO。
LinkedBlockingQueue：基于链表的有界阻塞队列。FIFO

线程池提供了四种拒绝策略：

AbortPolicy：直接抛出异常，默认的策略。
CallerRunPolicy：用调用者所在的线程来执行任务
DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列中最靠前的任务，并执行当前任务
DiscardPolicy：直接丢弃任务

public class Ch01 {
 
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
 
        Runnable taskOne = () -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "taskOne...");
        };
 
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
 
        ExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);
 
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
 
        for (int i = 0; i < 40; i++) {
            fixedThreadPool.submit(taskOne);
        }
    }
}

自定义线程池

public class Ch02 {

   private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);

   private final ThreadGroup group;

   private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);

   private final String namePrefix;

   Ch02(String name){
       SecurityManager s = System.getSecurityManager();
       group = (s != null) ? s.getThreadGroup() : Thread.currentThread().getThreadGroup();

       namePrefix = name + "-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-";
   }

   Ch02(){
       this("default");
   }
   public Thread newThread(Runnable r){
       // 就是在创建线程
       Thread t = new Thread(group,r,namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),0);

       if(t.isDaemon()){
           t.setDaemon(false);
       }
       if(t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY){
           t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
       }
       return t;
   }
   public static void main(String[] args) {
       Ch02 ch02 = new Ch02();
       ch02.newThread(()->{
           System.out.println("自定义线程池创建的线程...");
       }).start();
   }

}

重点

创建线程的4种方式
线程同步（synchronized,ReentrantLock,ReentrantReadWriteLock）
线程之间的通信（wait，notify，notifyAll）
线程类的常用方法
指令重排，线程争抢，可见性，原子性，volatile关键字

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2022-08-04 第五组 赖哲栋 学习笔记