JAVA基础再回首(二十五)——Lock锁的使用、死锁问题、多线程生产者和消费者、线程池、匿名内部类使用多线程、定时器、面试题

版权声明:转载必须注明本文转自程序猿杜鹏程的博客:http://blog.csdn.net/m366917

我们来继续学习多线程

Lock锁的使用

尽管我们能够理解同步代码块和同步方法的锁对象问题,可是我们并没有直接看到在哪里加上了锁。在哪里释放了锁。为了更清晰的表达怎样加锁和释放锁。JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock

  • Lock

    • void lock():获取锁
    • void unlock():释放锁
  • ReentrantLock:是Lock的实现类

那么我们就来用Lock锁对象改进上篇中我们出售票的需求代码

public class SellTicket implements Runnable {

    // 定义票
private int tickets = 100; // 定义锁对象
private Lock lock = new ReentrantLock(); @Override
public void run() {
while (true) {
try {
// 加锁
lock.lock();
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "正在出售第" + (tickets--) + "张票");
}
} finally {
// 释放锁
lock.unlock();
}
}
}
} public class SellTicketDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建资源对象
SellTicket st = new SellTicket(); // 创建三个窗体
Thread t1 = new Thread(st, "窗体1");
Thread t2 = new Thread(st, "窗体2");
Thread t3 = new Thread(st, "窗体3"); // 启动线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}

运行程序,我们相同能够得到一样的结果,可是我们更清晰的看到在哪里加上了锁,在哪里释放了锁。

死锁问题

  • 同步弊端

    • 效率低
    • 假设出现了同步嵌套,就easy产生死锁问题
  • 死锁问题及其代码
    • 是指两个或者两个以上的线程在运行的过程中。因争夺资源产生的一种互相等待现象
public class MyLock {
// 创建两把锁对象
public static final Object objA = new Object();
public static final Object objB = new Object();
} public class DieLock extends Thread { private boolean flag; public DieLock(boolean flag) {
this.flag = flag;
} @Override
public void run() {
if (flag) {
synchronized (MyLock.objA) {
System.out.println("if objA");
synchronized (MyLock.objB) {
System.out.println("if objB");
}
}
} else {
synchronized (MyLock.objB) {
System.out.println("else objB");
synchronized (MyLock.objA) {
System.out.println("else objA");
}
}
}
}
}
public class DieLockDemo {
public static void main(String[] args) {
DieLock dl1 = new DieLock(true);
DieLock dl2 = new DieLock(false); dl1.start();
dl2.start();
}
}

运行程序

能够看到这两个线程在争夺资源时,发生了一种互相等待的现象,这就是死锁。

在我们开发中。我们应该尽量避免死锁的发生。

多线程生产者和消费者问题

什么是生产者和消费者

简单来说就是生产一个,消费一个。详细点就是

  • 生产者

    • 先看是否有数据,有就等待;没有就生产,生产完毕之后通知消费者来消费数据
  • 消费者
    • 先看是否有数据,有就消费;没有就等待。通知生产者生产数据

为了处理这种问题,java提供了一种机制。等待唤醒机制。

我们用代码来演示

我们先创建以下类

  • 资源类:Student
  • 设置学生数据:SetThread(生产者)
  • 获取学生数据:GetThread(消费者)
  • 測试类:StudentDemo
/*
* 资源类:Student
*/
public class Student {
String name;
int age;
boolean flag; // 默认情况是没有数据,假设是true。说明有数据
} /*
* 设置学生数据 生产者
*/
public class SetThread implements Runnable { private Student s;
private int x = 0; public SetThread(Student s) {
this.s = s;
} @Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (s) {
//推断有没有
if(s.flag){
try {
s.wait(); //t1等着,释放锁
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} if (x % 2 == 0) {
s.name = "阿杜";
s.age = 27;
} else {
s.name = "杜鹏程";
s.age = 23;
}
x++; //x=1 //改动标记
s.flag = true;
//唤醒线程
s.notify(); //唤醒t2,唤醒并不表示你立刻能够运行,必须还得抢CPU的运行权。
}
//t1有,或者t2有
}
}
} /*
* 获取学生数据:消费者
*/
public class GetThread implements Runnable {
private Student s; public GetThread(Student s) {
this.s = s;
} @Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (s) {
if(!s.flag){
try {
s.wait(); //t2就等待了。 马上释放锁。将来醒过来的时候。是从这里醒过来的时候
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} System.out.println(s.name + "---" + s.age);
//阿杜---27
//杜鹏程---23 //改动标记
s.flag = false;
//唤醒线程
s.notify(); //唤醒t1
}
}
}
} /*
* 測试类
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建资源
Student s = new Student(); //设置和获取的类
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s); //线程类
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt); //启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}

运行程序



这样我们就看到了生产者生产一个,消费者消费一个。这样就具有多线程的特性,假设出现其它现象,那就说明你的线程存在安全隐患了。

线程池

程序启动一个新线程成本是比較高的,由于它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池能够非常好的提高性能,尤其是当程序中要创建大量生存期非常短的线程时,更应该考虑使用线程池。

线程池的优点:线程池里的每个线程代码结束后,并不会死亡。而是再次回到线程池中成为空暇状态。等待下一个对象来使用。

JDK5新增了一个Executors工厂类来产生线程池,有例如以下几个方法:

  • public static ExecutorService newCachedThreadPool():创建一个具有缓存功能的线程池。

    缓存:百度浏览过的信息再次訪问

  • public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads):创建一个可重用的。具有固定线程数的线程池
  • public static ExecutorService newSingleThreadExecutor():创建一个唯独单线程的线程池。相当于上个方法的參数是1

以下我们就来实现一个线程的代码,我们先来分析一波实现的步骤

  • 创建一个线程池对象。控制要创建几个线程对象。

    • public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
  • 这种线程池的线程能够运行:
    • 能够运行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
    • 做一个类实现Runnable接口。

  • 调用例如以下方法就可以
    • Future < ?> submit(Runnable task)
    • < T> Future < T> submit(Callable task)
  • 能够结束该线程
public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);
}
}
}
public class ExecutorsDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个线程池对象,控制要创建几个线程对象。
// public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); // 能够运行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
pool.submit(new MyRunnable());
pool.submit(new MyRunnable()); //结束线程池
pool.shutdown();
}
}

这样我们就运用线程池开启了一个线程

匿名内部类使用多线程

  • 匿名内部类方式使用多线程

    • new Thread(){代码…}.start();
    • new Thread(new Runnable(){代码…}).start();
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
// 继承Thread类来实现多线程
new Thread() {
public void run() {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":"
+ x);
}
}
}.start(); // 实现Runnable接口来实现多线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":"+ x);
}
}
}) {
}.start();
}
}

我们在开发中常常会这样用匿名内部类的方式去实现一个线程

运行程序能够看到开启了两个线程

定时器

定时器是一个应用十分广泛的线程工具,可用于调度多个定时任务以后台线程的方式运行。在Java中,能够通过Timer和TimerTask类来实现定义调度的功能

  • Timer定时

    • public Timer()
    • public void schedule(TimerTask task, long delay)
    • public void schedule(TimerTask task,long delay,long period)
  • TimerTask:任务
public class TimerDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建定时器对象
Timer t = new Timer();
// 3秒后运行爆炸任务
// t.schedule(new MyTask(), 3000);
// 3秒后运行爆炸任务并结束任务
t.schedule(new MyTask(t), 3000);
}
} // 做一个任务
class MyTask extends TimerTask { private Timer t; public MyTask(){} public MyTask(Timer t){
this.t = t;
} @Override
public void run() {
System.out.println("蹦,爆炸了");
t.cancel();//取消任务
}
}

我们实现了3秒后爆炸并结束任务的代码,也能够实现连环炸,就是3秒后爆炸,然后间隔几秒又接着炸,实现起来也非常easy

public class TimerDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 创建定时器对象
Timer t = new Timer();
// 3秒后运行爆炸任务第一次,假设不成功。每隔2秒再继续炸
t.schedule(new MyTask2(), 3000, 2000);
}
}
// 做一个任务
class MyTask2 extends TimerTask {
@Override
public void run() {
System.out.println("beng,爆炸了");
}
}

面试题

我们来总结一下多线程这块常见的面试题

  • 启动一个线程是run()还是start()?

    它们的差别?

    启动一个线程是start();

    run():封装了被线程运行的代码,直接调用不过普通方法的调用

    start():启动线程,并由JVM自己主动调用run()方法

  • sleep()和wait()方法的差别?

    sleep():必须指时间;不释放锁。

    wait():能够不指定时间,也能够指定时间;释放锁。

  • 为什么wait(),notify(),notifyAll()等方法都定义在Object类中?

    由于这些方法的调用是依赖于锁对象的,而同步代码块的锁对象是随意锁。

    而Object代码随意的对象。所以,定义在这里面。

好了,多线程我们学的几乎相同了。还剩下一个设计模式的知识点。下篇我们来学习。

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