1、什么是JUC
源码 + 官方文档 面试高频问!
java.util 工具包、包、分类
业务:普通的线程代码 Thread Runnable
Runnable 没有返回值、效率相比入 Callable 相对较低!
2、线程和进程
线程、进程,如果不能使用一句话说出来的技术,不扎实!
进程:一个程序,QQ.exe Music.exe 程序的集合;
一个进程往往可以包含多个线程,至少包含一个!
Java默认有几个线程? 2 个 mian、GC
线程:开了一个进程 Typora,写字,自动保存(线程负责的)
对于Java而言:Thread、Runnable、Callable
Java 真的可以开启线程吗? 开不了
并发、并行
并发编程 :并发、并行
并发(多线程操作同一个资源)
- CPU 一核 ,模拟出来多条线程,天下武功,唯快不破,快速交替
并行(多个人一起行走) - CPU 多核 ,多个线程可以同时执行; 线程池
并发编程的本质:充分利用CPU的资源
线程有几个状态
java
public enum State {
// 创建
NEW,
// 运行
RUNNABLE,
// 阻塞
BLOCKED,
// 等待,死死地等
WAITING,
// 超时等待
TIMED_WAITING,
// 终止
TERMINATED;
}
wait/sleep 区别
1、来自不同的类
wait => Object
sleep => Thread
2、关于锁的释放
wait 会释放锁,sleep 睡觉了,抱着锁睡觉,不会释放!
3、使用的范围是不同的
wait:必须在同步代码块中
sleep 可以再任何地方睡
4、是否需要捕获异常
wait 不需要捕获异常
sleep 必须要捕获异常
3、Lock锁(重点)
传统 Synchronized
java
package com.kuang.demo01;
// 基本的卖票例子
import java.time.OffsetDateTime;
Lock 接口
/**
* 真正的多线程开发,公司中的开发,降低耦合性
* 线程就是一个单独的资源类,没有任何附属的操作!
* 1、 属性、方法
*/
public class SaleTicketDemo01 {
public static void main(String[] args) {
// 并发:多线程操作同一个资源类, 把资源类丢入线程
Ticket ticket = new Ticket();
// @FunctionalInterface 函数式接口,jdk1.8 lambda表达式 (参数)->{ 代码 }
new Thread(()->{
for (int i = 1; i < 40 ; i++) {
ticket.sale();
}
},"A").start();
new Thread(()->{
for (int i = 1; i < 40 ; i++) {
ticket.sale();
}
},"B").start();
new Thread(()->{
for (int i = 1; i < 40 ; i++) {
ticket.sale();
}
},"C").start();
}
}
// 资源类 OOP
class Ticket {
// 属性、方法
private int number = 30;
// 卖票的方式
// synchronized 本质: 队列,锁
public synchronized void sale(){
if (number>0){{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+(number--)+"票,剩余:"+number);
}
}
}
Lock 接口
可以在ReentrantLock中设置公平和非公平锁
公平锁 :十分公平:可以先来后到
非公平锁:十分不公平:可以插队 (默认)
Lock三部曲
1. new ReentrantLock();
2. lock.lock(); // 加锁
3. finally=> lock.unlock(); // 解锁
测试效果一样
Synchronized 和 Lock 区别
1.Synchronized 内置的Java关键字
, Lock 是一个Java类
2.Synchronized 无法判断获取锁的状态
,Lock 可以判断是否获取到了锁
3.Synchronized 会自动释放锁
,lock 必须要手动释放锁!如果不释放锁,死锁
4.Synchronized 线程 1(获得锁,阻塞
)、线程2(等待,傻傻的等
);Lock锁就不一定会等待下 去
;
5.Synchronized 可重入锁
,不可以中断的
,非公平
;Lock
,可重入锁
,可以 判断锁
,非公平(可以 自己设置)
;
6.Synchronized 适合锁少量的代码同步问题
,Lock 适合锁大量的同步代码
!
4、生产者和消费者问题
1)Synchronzied 版本
面试的:单例模式、排序算法、生产者和消费者、死锁
防止虚假唤醒要用while,不能用if
java
package com.marchsoft.juctest;
public class ConsumeAndProduct {
public static void main(String[] args) {
Data data = new Data();
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.increment();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "A").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "B").start();
}
}
class Data {
private int num = 0;
// +1
public synchronized void increment() throws InterruptedException {
// 判断等待
if (num != 0) {
this.wait();
}
num++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + num);
// 通知其他线程 +1 执行完毕
this.notifyAll();
}
// -1
public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
// 判断等待
if (num == 0) {
this.wait();
}
num--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + num);
// 通知其他线程 -1 执行完毕
this.notifyAll();
}
}
效果:
2)存在问题(虚假唤醒)
问题,如果有四个线程,会出现虚假唤醒
理解文档
重点理解if和while的线程唤醒问题
解决方式 ,if 改为while即可,防止虚假唤醒
结论:就是用if判断 的话,唤醒后线程会从wait之后的代码开始运行,但是不会重新判断if条件,直接继续运行if代码块之后的代码 ,而如果使用while 的话,也会从wait之后的代码运行,但是唤醒后会重新判断循环条件 ,如果不成立再执行while代码块之后的代码块,成立的话继续wait。
这也就是为什么用while而不用if的原因了,因为线程被唤醒后,执行开始的地方是wait之后
拿两个加法线程A、B来说,比如A先执行,执行时调用了wait方法,那它会等待,此时会释放锁,那么线程B获得锁并且也会执行wait方法,两个加线程一起等待被唤醒。此时减线程中的某一个线程执行完毕并且唤醒了这俩加线程,那么这俩加线程不会一起执行,其中A获取了锁并且加1,执行完毕之后B再执行。如果是if的话,那么A修改完num后,B不会再去判断num的值,直接会给num+1。如果是while的话,A执行完之后,B还会去判断num的值,因此就不会执行。
3)JUC版
java
package com.marchsoft.juctest;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class LockCAP {
public static void main(String[] args) {
Data2 data = new Data2();
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.increment();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "A").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "B").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.increment();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "C").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "D").start();
}
}
class Data2 {
private int num = 0;
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
// +1
public void increment() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
// 判断等待
while (num != 0) {
condition.await();
}
num++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + num);
// 通知其他线程 +1 执行完毕
condition.signalAll();
}finally {
lock.unlock();
}
}
// -1
public void decrement() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
// 判断等待
while (num == 0) {
condition.await();
}
num--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + num);
// 通知其他线程 +1 执行完毕
condition.signalAll();
}finally {
lock.unlock();
}
}
}
随机执行
Condition的优势
精准的通知和唤醒的线程!
如何指定线程执行的顺序? 我们可以使用Condition来指定通知进程~
java
package com.marchsoft.juctest;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ConditionDemo {
public static void main(String[] args) {
Data3 data3 = new Data3();
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
data3.printA();
}
},"A").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
data3.printB();
}
},"B").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
data3.printC();
}
},"C").start();
}
}
class Data3 {
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition condition1 = lock.newCondition();
private Condition condition2 = lock.newCondition();
private Condition condition3 = lock.newCondition();
private int num = 1; // 1A 2B 3C
public void printA() {
lock.lock();
try {
// 业务代码 判断 -> 执行 -> 通知
while (num != 1) {
condition1.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> AAAA" );
num = 2;
condition2.signal();
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
lock.unlock();
}
}
public void printB() {
lock.lock();
try {
// 业务代码 判断 -> 执行 -> 通知
while (num != 2) {
condition2.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> BBBB" );
num = 3;
condition3.signal();
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
lock.unlock();
}
}
public void printC() {
lock.lock();
try {
// 业务代码 判断 -> 执行 -> 通知
while (num != 3) {
condition3.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> CCCC" );
num = 1;
condition1.signal();
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
lock.unlock();
}
}
}
测试效果:
JUC并发编程-线程和进程、Synchronized 和 Lock、生产者和消费者问题 的学习笔记到此完结,笔者归纳、创作不易,大佬们给个3连再起飞吧