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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
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员杜鹏程的博客:http://blog.csdn.net/m366917
我们来继续学习多线程
Lock锁的使用
虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题,但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁,在哪里释放了锁,为了更清晰的表达如何加锁和释放锁,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();
// 创建三个窗口
Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
运行程序,我们同样可以得到一样的结果,但是我们更清楚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
- 如果出现了同步嵌套,就容易产生死锁问题
- 死锁问题及其代码
- 是指两个或者两个以上的线程在执行的过程中,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
可以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,具体点就是
- 生产者
- 先看是否有数据,有就等待;没有就生产,生产完成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
为了处理这样的问题,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)
- 测试类:StudentDemo
/*
* 资源类:Student
*/
public class Student {
String name;
int age;
boolean flag; // 默认情况是没有数据,如果是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) {
//判断有没有
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
//修改标记
s.flag = true;
//唤醒线程
s.notify(); //唤醒t2,唤醒并不表示你立马可以执行,必须还得抢CPU的执行权。
}
//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。立即释放锁。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
//修改标记
s.flag = false;
//唤醒线程
s.notify(); //唤醒t1
}
}
}
}
/*
* 测试类
*/
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,如果出现其他现象,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较高的,因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能,尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时,更应该考虑使用线程池。
线程池的好处:线程池里的每一个线程代码结束后,并不会死亡,而是再次回到线程池中成为空闲状态,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,有如下几个方法:
- 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访问
- 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():创建一个只有单线程的线程池,相当于上个方法的参数是1
下面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)
- 这种线程池的线程可以执行:
- 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
- 做一个类实现Runnable接口。
- 调用如下方法即可
- Future < ?> submit(Runnable task)
- < T> Future < T> submit(Callable task)
- 可以结束该线程
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);
// 可以执行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();
}
}
我们在开发中经常会这样用匿名内部类的方式去实现一个线程
运行程序可以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执行。在Java中,可以通过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秒后执行爆炸任务
// t.schedule(new MyTask(), 3000);
// 3秒后执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,也可以实现连环炸,就是3秒后爆炸,然后间隔几秒又接着炸,实现起来也很简单
public class TimerDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 创建定时器对象
Timer t = new Timer();
// 3秒后执行爆炸任务第一次,如果不成功,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()?它们的区别?
启动一个线程是start();
run():封装了被线程执行的代码,直接调用仅仅是普通方法的调用
start():启动线程,并由JVM自动调用run()方法sleep()和wait()方法的区别?
sleep():必须指时间;不释放锁。
wait():可以不指定时间,也可以指定时间;释放锁。为什么wait(),notify(),notifyAll()等方法都定义在Object类中?
因为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任意锁。
而Object代码任意的对象,所以,定义在这里面。
好了,多线程我们学的差不多了,还剩下一个设计模式的知识点,下篇我们来学习。
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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