【Java】JUC并发（线程的方法、多线程的同步并发）

线程的方法

一、线程的插队：join()方法

1、作用

暂停当前线程的执行，直到调用join()的目标线程执行完毕，但不影响同一时刻的其他线程。

java 复制代码

// 使用join()
public class Test01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(()->{
            System.out.println("子线程 => begin");

            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }

            System.out.println("子线程 => end");
        });

        t.start();

        // t线程插队到主线程（当前线程）前面
        // t线程结束后，主线程才会继续执行
        // t.join() 相当于 t.join(0 )
        t.join();
        System.out.println("主线程 => end");
    }
}

子线程 => begin
子线程 => end
主线程 => end

java 复制代码

// 不使用join()
public class Test01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(()->{
            System.out.println("子线程 => begin");

            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }

            System.out.println("子线程 => end");
        });

        t.start();

        // t线程插队到主线程（当前线程）前面
        // t线程结束后，主线程才会继续执行
        // t.join() 相当于 t.join(0 )
//        t.join();
        System.out.println("主线程 => end");
    }
}

主线程 => end
子线程 => begin
子线程 => end

2、重载形式

join() ：无限等待，直到目标线程终止
join(long millis）：等待指定毫秒，超时不再等待
join(long millis, int nanos) ：精确到纳秒，超时不再等待

3、使用场景（多个线程要求按序执行）

java 复制代码

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(()->{
            for (int i = 0;i<5;i++){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + i);
            }
        },"数字线程");

        Thread t2 = new Thread(()->{
            try {
                // 等待t1线程完成
                t1.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            for (char i = 'A';i<'E';i++){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + i);
            }
        },"字母线程");

        Thread t3 = new Thread(()->{
            try {
                // 等待t2线程完成
                t2.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            for (char i = 'A';i<'E';i++){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + (char)(Math.random()*100));
            }
        },"符号线程");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

数字线程->0
数字线程->1
数字线程->2
数字线程->3
数字线程->4
字母线程->A
字母线程->B
字母线程->C
字母线程->D
符号线程->I
符号线程->&
符号线程->
符号线程->

4、join()和sleep()的区别

join()执行过程中，会释放当前线程的锁；sleep()执行过程中，不会释放当前线程的锁。
join()是用过wait/notify机制思想；sleep()通过操作系统的定时器来实现。
join()主要实现线程任务编排；sleep()用与模仿耗时操作。

二、线程的中断：interrupt()方法

1、作用

将该线程的中断状态设置为true，线程的下一步动作取决于中断状态。

2、实现原理

支持中断的方法（sleep()、join()、wait()等方法）在执行过程中，会监视中断状态，一旦发现其状态为"true"，就会抛出一个中断异常InterruptedException，并给等待状态发出一个中断信号，从而退出等待状态。注意：当线程中没有可以监听中断状态的方法时，interrupt()方法将不起作用。

java 复制代码

public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(()->{
            // 场景1 : 调用休眠方法（支持中断方法）
            System.out.println("子线程开始执行！");
            try {
                // 子线程休眠4秒
                Thread.sleep(1000*4);
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("子线程中断！");
                return;
            }
            System.out.println("子线程结束！");
        });
        t.start();

        try {
            // 主线程休眠3秒
            Thread.sleep(1000*3);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        t.interrupt();
        System.out.println("主线程结束！");
    }
}

当子线程处于休眠状态时，而主线程对子线程进行中断则会子线程中断，不会继续向下执行。

子线程开始执行！
主线程结束！
子线程中断！

java 复制代码

public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(()->{
            // 场景2 : 判断线程的中断状态
            while (!isinterrupt){
                System.out.println("子线程开始执行！！");
            }

            System.out.println("子线程中断！");
        });
        t.start();
                try {
            Thread.sleep(1000*3);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        t.interrupt();
        System.out.println("主线程结束！");
    }
}

当没有使用中断方法时，子线程的中断状态一直时false，while的条件一
直为true会一直执行，当使用了中断方法后，中断状态更新为true，则会
退出while循环继续向下执行。

三、线程的让出：yield()方法

1、作用

让当前获取CPU的线程，主动让出CPU不执行。

java 复制代码

public class demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(){
            public void run() {
                Thread.yield();
                for (int i = 0;i<5;i++){
                    System.out.println(i);
                }
            }
        };
        
        Thread t2 = new Thread(){
            public void run() {
                for (char i = 'A';i<'E';i++){
                    System.out.println(i);
                }
            }
        };
        
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

四、守护线程（Daemon Thread）

1、用户线程和守护线程

用户线程：通常为创建的普通线程

守护线程：守护线程执行结束后，虚拟机不会自定退出；而非守护线程执行完毕后，虚拟机会自动退出

2、设置守护线程

在调用start()方法前，调用setDaemon(true)把该线程标记为守护线程。

java 复制代码

Thread t1 = new Thread();
t1.setDaemon(true);
t1.start();

多线程同步并发

一、多线程的数据不一致

当多个线程同时运行时，线程的调度有操作系统决定，程序本身无法决定。因此，任何一个线程都有可能在任何指令出被系统暂停，然后莫个时间段后继续执行。如果多个线程同时共享一个资源，则会出现数据不一致的问题。

java 复制代码

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread add = new Thread(new AddThread());
        Thread dec = new Thread(new DecThread());

        add.start();
        dec.start();

        try {
            add.join();
            dec.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(Count.count);
        
    }
}
class Count{
    public static int count = 0; //公共的累加值
    public static Object lock = new Object(); // 锁对象
}

// 累加线程
class AddThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i<10000;i++){
                Count.count += 1;
            }
        }
    }
}
// 累减线程
class DecThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i<10000;i++){
                Count.count -= 1;
            }
        }
    }
}


由于算数运算没有原子性所以会出现算数运算被覆盖的情况，从而导致结果不正确
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二、 synchronized关键字

1、什么是synchronized

Synchronized关键字，也可以理解为一种同步锁。他可以对一段代码进行加锁和解锁，从而使其拥有原子性，从而确保代码的线程安全。

2、synchronized 的用法

修饰实例方法：synchronized 修饰实例方法，则用到的锁，默认为 this 当前方法调用对象；

java 复制代码

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        Foo f1 = new Foo();
        Foo f2 = new Foo();
        Thread t1 = new Thread(()->{
            f1.add();
        });

        Thread t2 = new Thread(()->{
            f1.dec();
        });
        t1.start();
        t2.start();

        try {
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(Foo.counter);
    }
}
class Foo{
    public static int counter = 0;

    public void add(){
        synchronized (this){
            for (int i = 0;i<10000;i++){
                counter++;
            }
        }
    }

    // 修饰实例方法，使用this关键字做锁
    public synchronized void dec(){
        for (int i=0;i<10000;i++){
            counter--;
        }
    }
}

修饰静态方法：synchronized 修饰静态方法，则其所用的锁，默认为 Class 对象；

java 复制代码

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        Foo f1 = new Foo();
        Foo f2 = new Foo();
        Thread t1 = new Thread(()->{
            f1.add();
        });

        Thread t2 = new Thread(()->{
            f1.dec();
        });
        t1.start();
        t2.start();

        try {
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(Foo.counter);
    }
}
class Foo{
    public static int counter = 0;

    public void add(){
        synchronized (this.getClass()){
            for (int i = 0;i<10000;i++){
                counter++;
            }
        }
    }

    public synchronized static void dec(){
        for (int i=0;i<10000;i++){
            counter--;
        }
    }
}

修饰代码块：synchronized 修饰代码块，则其所用的锁，是某个指定 Java 对象

java 复制代码

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread add = new Thread(new AddThread());
        Thread dec = new Thread(new DecThread());

        add.start();
        dec.start();

        try {
            add.join();
            dec.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(Count.count);

    }
}

class Count{
    public static int count = 0; //公共的累加值
    public static Object lock = new Object(); // 锁对象
}

// 累加线程
class AddThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i<10000;i++){
            // synchronized 同步锁
            synchronized (Count.lock) {// 加锁
                // 临界区
                Count.count += 1;
            }// 释放锁
        }
    }
}

// 累减线程
class DecThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i<10000;i++){
            // synchronized 同步锁
            synchronized (Count.lock) {// 加锁
                // 临界区
                Count.count -= 1;
            }// 释放锁
        }
    }
}