线程池，多线程，线程异步，同步和死锁，Lock接口

线程池

　　线程池，其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。

除了创建和销毁线程的开销之外，活动的线程也需要消耗系统资源。线程池主要用来解决线程生命周期开销问题和资源不足问题。

使用线程池方式--Runnable接口

通常，线程池都是通过线程池工厂创建，再调用线程池中的方法获取线程，再通过线程去执行任务方法。

Executors：线程池创建工厂类
    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：返回线程池对象
ExecutorService：线程池类
    Future<?> submit(Runnable task)：获取线程池中的某一个线程对象，并执行
Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用

使用线程池中线程对象的步骤：

1.  创建线程池对象

2.  创建Runnable接口子类对象

3.  提交Runnable接口子类对象

4.  关闭线程池

package com.oracle.xiancheng;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Xiancheng {
    public static void main(String[] args) {
        //创建线程池对象（从线程池工厂中获得）
        ExecutorService ec=Executors.newFixedThreadPool(2);
        //创建Runnable接口子类实例对象（创建任务对象）
        MyRunnable r = new MyRunnable();
        //    提交Runnable接口子类对象
        //线程池会选一条线程执行提交的任务
        ec.submit(r);
        //注意：submit方法调用结束后，程序并不终止，是因为线程池控制了线程的关闭。
        //又将使用完的线程又归还到了线程池中
        for(int i=0;i<50;i++){
            System.out.println("main..."+i);
        }
        ec.shutdown();//关闭线程池
    }
}

Runnable接口实现类

package com.oracle.xiancheng;
public class MyRunnable  implements Runnable {

    public void run() {
        for(int i=0;i<50;i++){
            System.out.println("runable..."+i);
        }
    }
}

使用线程池方式—Callable接口

Callable接口：与Runnable接口功能相似，用来指定线程的任务。其中的call()方法，用来返回线程任务执行完毕后的结果，call方法可抛出异常。
ExecutorService：线程池类
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task)：获取线程池中的某一个线程对象，并执行线程中的call()方法
Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用

　　使用线程池中线程对象的步骤：

　　1. 创建线程池对象

　　2. 创建Callable接口子类对象

　　3. 提交Callable接口子类对象

　　4.  关闭线程池

Callable接口实现类,call方法可抛出异常、返回线程任务执行完毕后的结果

package com.oracle.xiancheng;

import java.util.concurrent.Callable;

//Callable泛型就是你call的返回值类型
public class MyCallable implements Callable<String> {
    public String call() throws Exception {

        return "这是call方法";
    }

}

测试类：

package com.oracle.xiancheng;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class demo01 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        //获取线程池
        ExecutorService ec=Executors.newFixedThreadPool(2);
        //创建callable子类
        MyCallable mc=new MyCallable();
        //提交Callable子类
        Future<String> f=ec.submit(mc);
        String str=f.get();
        System.out.println(str);
        //关闭线程池
        ec.shutdown();
    }

}

异步计算0-100的和跟0-200的和

package com.oracle.xiancheng;

import java.util.concurrent.Callable;

public class JiSuan  implements Callable<Integer>{
    private Integer a;
    public JiSuan(Integer a){
        this.a=a;
    }
    public Integer call(){
        int sum=0;
        for(int i=0;i<=a;i++){
            sum +=i;
        }
        System.out.println(sum);
        return sum;
    }

}

测试类：

package com.oracle.xiancheng;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class Yibu {
    //异步计算0-100的和跟0-200的和
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        //获取线程池

        ExecutorService ec=Executors.newFixedThreadPool(2);
        //创建callable子类
        JiSuan js=new JiSuan(100);
        JiSuan js1=new JiSuan(200);
        //提交callable子类
        Future<Integer> f1=ec.submit(js);
        Future<Integer> f2=ec.submit(js1);
        /*//从future中获取返回值
        System.out.println(f1.get());
        System.out.println(f2.get());*/
        //关闭
        ec.shutdown();
    }

}

多线程

线程安全

　　电影院要卖票，我们模拟电影院的卖票过程。假设要播放的电影是 “功夫熊猫3”，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 “功夫熊猫3”这场电影票(多个窗口一起卖这100张票)

需要窗口，采用线程对象来模拟；需要票，Runnable接口子类来模拟

模拟票：

public class Ticket implements Runnable {
    private int tickets=100;
   public void run(){
　　　　//模拟卖票
        while(true){

            if(tickets>0){
　　　　　　　　　　//模拟选座
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();
                    }

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出售第"+tickets--+"张票");
                }

        }
    }
}

测试类;

package com.oracle.demo01;

public class demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket t=new Ticket();//创建票对象
        Thread t1=new Thread(t);
        Thread t2=new Thread(t);
        Thread t3=new Thread(t);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }
}

结果会出现重复的票，还有错误的票，0和-1问题

线程同步（线程安全处理Synchronized）

java中提供了线程同步机制，它能够解决上述的线程安全问题。

线程同步的方式有两种：

方式1：同步代码块

方式2：同步方法

同步代码块

//同步代码块: 在代码块声明上 加上synchronized
synchronized (锁对象) {
    //可能会产生线程安全问题的代码
}

　　同步代码块中的锁对象可以是任意的对象；但多个线程时，要使用同一个锁对象才能够保证线程安全。

使用同步代码块，对电影院卖票案例中Ticket类进行如下代码修改：

模拟出票

public class Ticket implements Runnable {
    private int tickets=100;
    private Object lock = new Object();
    public void run(){
        while(true){

            synchronized (lock) {
                if(tickets>0){
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出售第"+tickets--+"张票");
                }else{
                    break;
                }
            }

        }
    }

同步方法

//同步方法：在方法声明上加上synchronized
public synchronized void method(){
       //可能会产生线程安全问题的代码
}

同步方法中的锁对象是 this

使用同步方法，对电影院卖票案例中Ticket类进行如下代码修改：

package com.oracle.demo01;

public class Ticket implements Runnable {
    private int tickets=100;
    private Object lock = new Object();

    public void run() {
        //模拟卖票
        while(true){
            //同步方法
            method();
        }
    }

    //同步方法，锁对象this
     public synchronized void method(){
            if (tickets> 0) {
                //模拟选坐的操作
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出售第"+tickets--+"张票");
            }
      }

}    

//静态同步方法: 在方法声明上加上static synchronized
public static synchronized void method(){
    //可能会产生线程安全问题的代码
}

 静态同步方法中的锁对象是本类字节码对象  类名.class

同步锁：对象锁，对象监视器

同步是怎么保证安全性？

　因为同步中有锁，没有锁的线程，不能执行，只能等。

StringBuilder比StringBuffer快

原因：StringBuffer有同步关键字synchronized，安全性比StringBuilder高，但速度慢

死锁

　　同步锁使用的弊端：当线程任务中出现了多个同步(多个锁)时，如果同步中嵌套了其他的同步。这时容易引发一种现象：程序出现无限等待，这种现象我们称为死锁。

格式如：

synchronzied(A锁){
    synchronized(B锁){

　　}
}

定义锁对象类：

package com.oracle.demo01;

public class LockA {
public final static LockA locka=new LockA();
private LockA(){

}
}

package com.oracle.demo01;

public class LockB {
    public final static LockB lockb=new LockB();
    private LockB(){

    }
}

线程任务类：

package com.oracle.demo01;

public class DeadLock implements Runnable {
    private int i=0;

    public void run() {

        while(true){
            if(i%2==0){
                //情况一
                synchronized (LockA.locka){
                    System.out.println("IF......lockA");
                    synchronized (LockB.lockb){
                        System.out.println("IF......lockB");
                    }
                }
            }else{
                //情况二
                synchronized (LockB.lockb){
                    System.out.println("else......lockB");
                    synchronized (LockA.locka){
                        System.out.println("else......lockA");
                    }
                }
            }
            i++;
        }
    }

}

测试类:

package com.oracle.demo01;

public class TestDEADlock {

    public static void main(String[] args) {
        //创建线程任务类对象
        DeadLock dl=new DeadLock();
            //创建两个线程
        Thread t1=new Thread(dl);
        Thread t2=new Thread(dl);
           //开启线程
        t1.start();
        t2.start();

    }

}

Lock接口

　　使用Lock接口，以及其中的lock()方法和unlock()方法替代同步，对电影院卖票案例中Ticket类进行如下代码修改：

package com.oracle.demo01;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class NewTicket implements Runnable{
    private int tickets=100;
    //创建Lock锁对象
    private    Lock ck = new ReentrantLock();
        public void run(){
            while(true){
                ck.lock();
                if(tickets>0){
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出售第"+tickets--+"张票");

                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();
                    }finally{
                        ck.unlock();//释放锁
                    }

                }
            }
        }

}