2022-08-04 高严学习笔记

2022/8/4 23:26:52

编程Tag： new 线程 park lock thread public 04 08 高严

本文主要是介绍2022-08-04 高严学习笔记，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！

一、今日重点

park与unpark
lock与unlock
JUC并发编程包
线程池

二、进程概况

【√代表掌握了，-代表产生困惑但已解决，×代表没解决】

park与unpark【√】

线程中断与唤醒【√】

（park和unpark）与（wait和notify）的区别【-】

park和unpark的总结【√】

Lock锁【√】

Lock接口的实现类ReentrantLock【√】

synchronized和Lock的区别【√】

JUC并发编程包【-】

练习1（售票）【√】

线程池【√】

四种拒绝策略【√】

自定义线程池【√】

练习2（交替打印1-100）【√】

练习3（打印12A、34B、56C...）【√】

练习4（交替打印数组）【√】

三、今日知识

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
阻塞
LockSupport.park();
线程中断
t1.interrupt();
唤醒线程2
LockSupport.unpark(t2);
（park和unpark）与（wait和notify）的区别

1.park不需要获取某个对象的锁（不释放锁）

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。

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

lock锁：lock是一个接口
lock获得锁
unlock释放锁
trylock只在调用时获得锁

// 加锁
        lock.lock();
        try {
            // 正常处理业务逻辑
            // 输入输出的操作IO操作
            // 操作的是物理内存
            // 多线程是内存操作
            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();
        }

// 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：

1.Lock是一个接口，synchronized是一个关键字，是由底层（C）语言实现的。

2.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。

3.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

4.Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。

Lock以下功能是synchronized不具备的
ReentrantReadWriteLock：

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。

 // 创建了一个读锁
            ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = lock.readLock();
            readLock.lock();

 // 创建了一个写锁
            ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = lock.writeLock();
            writeLock.lock();

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

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

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。

1.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。
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
2.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。
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
3.newScheduledThreadPool：创建一个定长的线程池，支持定时及周期性任务执行
ExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);
4.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
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

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

1.创建线程的4种方式

2.线程同步（synchronized,ReentrantLock,ReentrantReadWriteLock）

3.线程之间的通信（wait，notify，notifyAll）

4.线程类的常用方法

四、练习汇总

练习（售票）

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();
    }
}

练习：两个线程轮流打印数字，从1-100

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Number number = new Number();
        Thread t1 = new Thread(number,"线程一");
        Thread t2 = new Thread(number,"线程二");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class Number implements Runnable{

    private int i = 0;

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (this) {
                notify();
                if(i < 100){
                    i++;
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
                }else{
                    break;
                }
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

练习写两个线程，一个线程打印1_{52，另一个线程打印A}Z，打印顺序是12A 34B 56C ... 5152Z

class Print{
    private int flag = 0;
    private int count = 1;
    public synchronized void printNumber(){
        while (flag != 0){
            try {
                wait();
            }catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println(2*count-1);
        System.out.println(2*count);
        flag = 1;
        notify();
    }
    public synchronized void printChar(){
        while (flag != 1){
            try {
                wait();
            }catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println((char)(count-1 + 'A'));
        count++;
        flag = 0;
        notify();
    }
}

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Print print = new Print();
        new Thread(()->{
            for(int i = 0;i<26;i++){
                print.printNumber();
            }
        }).start();
        new Thread(()->{
            for(int i = 0;i<26;i++){
                print.printChar();
            }
        }).start();
    }
}

练习：交替打印数组

class print{
    int[] arr1 = new int[]{1,2,3,4,5,6,7};
    int[] arr2 = new int[]{7,6,5,4,3,2,1};
    private int flag = 0;

    public synchronized void printNum1(){
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            while (flag != 0){
                try {
                    wait();
                }catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(arr1[i]);
            flag = 1;
            notify();
        }
    }

    public synchronized void printNum2(){
        for (int i = 0; i < arr2.length; i++) {
            while (flag != 1){
                try {
                    wait();
                }catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(arr2[i]);
            flag = 0;
            notify();
        }
    }
}


public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        Print print = new Print();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            print.printNum1();
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            print.printNum2();
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

五、学习总结

1、今天学习的内容有点多，park与unpark，lock与unlock，trylock，内容相对来说并没有极其难，只不过需要多多练习。
2、（park和unpark）与（wait和notify）的区别这里产生了困惑，但仔细读了几遍还是能够理解的。
3、明天再接再厉，希望作业可以顺利克服！

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2022-08-04 高严 学习笔记