JUC基础

多线程编程基础

多线程编程步骤(上)

第一步创建资源类，在资源类创建属性和操作方法
第二步创建多个线程，调用资源类的操作方法

多线成编程步骤(中) //线程间通信

第一步创建资源类，在资源类创建属性和操作方法
第二步操作方法中分为判断干活通知
第三步创建多个线程，调用资源类的操作方法

多线成编程步骤(下) //防止虚假唤醒

第一步创建资源类，在资源类创建属性和操作方法
第二步操作方法中分为判断干活通知
第三步创建多个线程，调用资源类的操作方法
第四步需要看情况将判断放入while循环中，为了防止虚假唤醒

1.JUC是什么

java.util.concurrent包

2.Lock接口

2.1 复习Synchronized

Synchronized卖票的例子

3个售票员(线程) 卖出30张票(资源类)

//资源类
class SaleTicket{

    private int number = 30;

    public synchronized void sale(){
        if (number >0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 卖出:" + (number-- )+ "还剩下:" + number);
        }
    }
}

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建资源对象
        final SaleTicket saleTicket = new SaleTicket();

        //创建多个线程，并调用资源类的方法
        Thread t1 = new Thread( ()->{
            for (int i = 0; i < 40; i++) {
                saleTicket.sale();
            }
        },"售票员1");


        Thread t2 = new Thread( ()->{
            for (int i = 0; i < 40; i++) {
                saleTicket.sale();
            }
        },"售票员2");


        Thread t3 = new Thread( ()->{
            for (int i = 0; i < 40; i++) {
                saleTicket.sale();
            }
        },"售票员3");

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

2.2 什么是Lock接口

java.util.concurrent.locks
为锁和等待条件提供一个框架的接口和类，它不同于内置同步和监视器。
Lock 比 synchronized 功能更强大。

接口Lock
所有已知实现类：
ReentrantLock
ReentrantReadWriteLock.ReadLock
ReentrantReadWriteLock.WriteLock

2.2.1 Lock 和 synchronized 的比较

Lock 是一个接口，而synchronized是Java中的关键字，synchronized是内置的语言实现。

synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁。而Lock发生异常时，需要通过 try- catch-finally 来主动 lock.unLock() 释放锁。

Lock可以让等待锁的线程响应中断(使用lock.lockInterruptibly() 请求lock并被阻塞时可中断)，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会以只等待下去，不能够响应中断。

通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。

Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。

2.3 创建线程的多种方式

java.util.Thread 类因为它实现了Runnable接口 ,且构造器中也可以传入Runnable实现，因此有有 2.3.1 和 2.3.2两种创建线程的方式

//实现了Runnable类
public class Thread implements Runnable  {
    
    //构造器可传入Runnable的实现
    public Thread(Runnable target) {
        init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
   }
}

2.3.1 继承Thread类

class Thread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName());
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        Thread1 thread1 = new Thread1();
        thread1.start();
    }
}

2.3.2 实现Runnable接口

public class RunnableTest {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
				 System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        });
        thread.start();
    }
}

2.3.3 使用Callable接口

见 7

2.3.4 使用线程池

见 12

2.4 使用Lock实现卖票的例子

class LTicket{

    private int number = 30;

    private final Lock lock = new ReentrantLock();

    public void  sale(){
        lock.lock();
        try {
            if (number > 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 卖出:" + (number-- )+ "还剩下:" + number);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }
}


public class Test02 {

    public static void main(String[] args) {
        LTicket lTicket = new LTicket();

        new Thread(()-> {
            for (int j = 0; j < 40; j++) {
                lTicket.sale();
            }
        },"售票员1").start();

        new Thread(()-> {
            for (int j = 0; j < 40; j++) {
                lTicket.sale();
            }
        },"售票员2").start();

        new Thread(()-> {
            for (int j = 0; j < 40; j++) {
                lTicket.sale();
            }
        },"售票员3").start();
        
    }
}

3.线程间通信

3.1 Synchroinzed 线程间通信

wait() notify() notifyAll()

虚假唤醒问题案例

问题：有4个线程，一个初始变量值为0， 2个线程对这个变量进行+1，2个线程对这个变量进行-1. 要求加一减一操作交替执行。

错误代码：

//定义资源类
class Share{
    private int num = 0;

    public synchronized void incr() throws InterruptedException {
        //判断
        if (num != 0){           //错误之处  需要使用循环判断  while(num != 0)
            this.wait();  //调用wait()线程等待释放锁，等待被其它线程notify()唤醒，若唤醒则仍从此处开始执行，因此需要加上while循环判断，否则会造成虚假唤醒现象
        }
        //干活
        num++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " :: " + num);
        //通知
        this.notifyAll();
    }

    public synchronized void decr() throws InterruptedException {
        //判断
        if (num != 1){    //错误之处  需要使用循环判断  while(num != 0)
            this.wait();
        }
        //干活
        num--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " :: " + num);
        //通知
        this.notifyAll();
    }

}

public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        Share share = new Share();

        //创建多线程
        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i <= 10 ; i++) {
                try {
                    share.incr();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"AA").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i <= 10 ; i++) {
                try {
                    share.decr();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"BB").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i <= 10 ; i++) {
                try {
                    share.incr();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"CC").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i <= 10 ; i++) {
                try {
                    share.decr();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"DD").start();
    }
}

3.2 Lock 线程间通信

await() signal() signalAll()

//创建资源类
class Share1{
    private  int number = 0;

    //创建Lock
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();

    //+1
    public void incr() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            //判断
            while (number != 0){
                condition.await();
            }
            //干活
            number++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " :: " + number);

            //通知
            condition.signalAll();
        }  finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    //-1
    public void decr() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            //判断
            while (number != 1){
                condition.await();
            }
            //干活
            number--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " :: " + number);

            //通知
            condition.signalAll();
        }  finally {
            lock.unlock();
        }
    }

}



public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {

        Share1 share1 = new Share1();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    share1.incr();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"AA").start();


        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    share1.decr();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"BB").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    share1.incr();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"CC").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    share1.decr();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"DD").start();
    }
}

4.线程间定制化调用通信

要求：创建三个线程，打印AA 5次，打印 BB 10次，打印CC 15次按照 AA -> BB -> CC 顺序执行且循环10次。

//资源类
class ThreadPrint{
	//创建锁
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    
    //创建三个条件，相当于三个队列，分别对应三个线程
    private Condition c1 = lock.newCondition();
    private Condition c2 = lock.newCondition();
    private Condition c3 = lock.newCondition();
    private int flag = 1;

	
    public void printAA() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (flag != 1){
                c1.await();
            }
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                System.out.println("AA");
            }
            flag = 2;
            c2.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void printBB() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (flag != 2){
                c2.await();
            }
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println("BB");
            }
            flag = 3;
            c3.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void printCC() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (flag != 3){
                c3.await();
            }
            for (int i = 0; i < 15; i++) {
                System.out.println("CC");
            }
            flag = 1;
            c1.signal();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

}

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPrint threadPrint = new ThreadPrint();

		//创建三个线程，分别负责打印AA ,BB ,CC
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    threadPrint.printAA();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    threadPrint.printBB();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();


        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    threadPrint.printCC();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

    }
}

5.集合的线程安全

5.1 ArrayList集合线程不安全演示

报错异常错误为： java.util.ConcurrentModificationException

ArrayList是线程不安全的

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {

        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                //向集合添加内容
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));

                //从集合获取内容
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

5.1.1 解决方案-Vector

因为在方法上都加上了 synchronized关键字, 所以是线程安全的

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {

        Vector<String> list = new Vector<>();

        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                //向集合添加内容
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));

                //从集合获取内容
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

5.1.2 解决方案- Collections

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {

        List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                //向集合添加内容
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));

                //从集合获取内容
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

5.1.3 解决方案- CopyOnWriteArrayList

java.util.concurrent 包下的 CopyOnWriteArrayList

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {

        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList();

        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                //向集合添加内容
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));

                //从集合获取内容
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

5.2 HashSet线程不安全演示

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {

        Set<String> set = new HashSet<>();

        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                //向集合添加内容
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));

                //从集合获取内容
                System.out.println(set);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

5.2.1 解决方案- CopyOnWriteArraySet

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {

        Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();

        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                //向集合添加内容
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));

                //从集合获取内容
                System.out.println(set);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

5.3 HashMap 线程不安全演示

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {

        Map<String,String> map = new HashMap<>();

        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            String key = String.valueOf(i);
            new Thread(()->{
                //向集合添加内容
                map.put(key,UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));

                //从集合获取内容
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

5.3.1 解决方案 - ConcurrentHashMap

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {

        Map<String,String> map = new ConcurrentHashMap<>();

        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            String key = String.valueOf(i);
            new Thread(()->{
                //向集合添加内容
                map.put(key,UUID.randomUUID().toString().substring(0,8));

                //从集合获取内容
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

6.多线程锁

6.1 Synchronized 8锁

synchronized 实现同步的基础： Java中的每一个对象都可以作为锁

具体表现为以下3中形式：

对于普通同步方法，锁是当前实例对象

对于静态同步方法，锁是当前类的Class对象

对于同步方法块，锁是Synchronized括号里配置的对象

6.2 公平锁与非公平锁

公平锁效率低

非公平锁效率高

6.3 可重入锁

可重入锁也叫递归锁 synchronized (隐式) 和 lock（显式）两个都是可重入锁

详见 JUC进阶 1

6.4 死锁

产生死锁的原因：

系统资源不足

进程运行推进顺序不合适

资源分配不当

验证是否是死锁：

jps -l 查看进程号

jstack 根据进程号查看错误

7.Callable接口

Runnable接口有实现类 FutrueTask

FutrueTask 的构造方法可以传入 Callable 实现

//实现Runnable接口
class MyThread1 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Runnable方式");
    }
}


//实现Callable接口

class MyThread2 implements Callable{

    @Override
    public Object call() throws Exception {
        System.out.println("Callable方式");
        return 200;
    }
}


public class Test08 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        //Runnable接口创建线程
        new Thread(new MyThread1(),"AA").start();


        //Callable接口创建线程

        FutureTask futureTask = new FutureTask<>(new MyThread2());

        new Thread(futureTask,"BB").start();
        System.out.println(futureTask.get());
    }
}

8.JUC强大的辅助类

8.1 减少计数CountDownLatch

CountDownLatch类可以设置一个计数器，然后通过countDown方法来进行减1的操作
使用await方法等待计数器不大于0，然后继续执行await方法之后的语句。

CountDownLatch 主要有两个方法，当一个或多个线程调用await方法时，这些线程会阻塞.

其它线程调用countDown方法会将计数器减1(调用countDown方法的线程会阻塞)

当计数器的值变为0时，因await方法阻塞的线程会被唤醒，继续执行。

案例演示：

public class Test09 {
    //6个同学陆续离开之后，班长才能锁门
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //创建计数器  设置初始值
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);


        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "号同学离开了");
                //计数器减1
                countDownLatch.countDown();
                },String.valueOf(i+1)).start();
        }

        //等待
        countDownLatch.await();

        System.out.println("班长锁门");
    }
}

8.2 循环栅栏CyclicBarrier

CyclicBarrier（int parties, Runnable barrierAction）

每当一个线程执行 CyclicBarrier.await() 实例方法后
值会加1 直到该值为parties时，则回调执行barrierAction

案例演示：集齐7颗龙珠可以召唤神龙

//集齐7颗龙珠可以召唤神龙
public class Test10 {

    //创建固定值
    private  static  final int number = 7;

    public static void main(String[] args) {

        //创建CyclicBarrier
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(number,()->{
            System.out.println("集齐7颗龙珠可以召唤神龙!!");
        });

        for (int i = 1; i <= 7; i++) {
            new Thread(()->{
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "星龙珠");
                   //等待  达到number为7，就会调用 CyclicBarrier构造器中的Runnable实现方法
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

8.3 信号灯 Semaphore

Semaphore 的构造方法中传入的第一个参数是最大信号量(可看成最大线程池)。使用acquire方法获得许可证，release方法释放许可。当Semaphore(1) 时可做成一把同步锁

案例演示：抢车位,6部汽车 3个停车位

//抢车位,6部汽车 3个停车位
public class Test11 {
    public static void main(String[] args) {

        //创建Semaphore，设置许可数量  模拟3个停车位
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

        //模拟6辆汽车
        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            new Thread(()->{
                try {
                    // 抢占
                    semaphore.acquire();

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 抢到了车位");

                    //设置随机停车时间
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(5));

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----离开了车位");


                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    //释放
                    semaphore.release();
                }

            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

9. ReetrantReadWriteLock读写锁

9.1 读写锁概述及案例

读锁: 共享锁所谓独占即为独自占有，别的线程既不能获取到该锁的写锁，也不能获取到对应的读锁。

写锁: 独占锁所谓共享即是所有线程都可以共同持有该读锁。

两个重点：

当一个线程获取了写锁（未释放），其他线程既不可以获取到写锁，也不能获取到读锁。

当一个线程获取到了读锁（未释放），其他线程可以获取到读锁，但是不能获取到写锁。

读写操作和写写操作需要互相等待但是读读操作则可以并行执行

优点：
在读操作次数远大于写操作次数的情况下，读写锁可以发挥出最大的功效提升性能。

读写锁的访问约束情况。

	读	写
读	非阻塞	阻塞
写	阻塞	阻塞

案例：读多写少的情况下，比较可重入锁与读写锁的性能

//模拟ReentrantLock  与  ReentrantReadWriteLock  在读多写少情况下  两者之间性能上的差距
public class ReadWriteLockDemo {
    
    //创建普通锁
    private static Lock lock = new ReentrantLock();
    
    //创建读写锁
    private static ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
    private static Lock readLock = readWriteLock.readLock();
    private static Lock writeLock = readWriteLock.writeLock();
    
    //创建一个需要读写的变量
    private int value;


    //实现读操作
    public Object handleRead(Lock lock) throws InterruptedException {
        try {
            lock.lock();

            //模拟读操作，读操作的耗时越多，读写锁的优势会越明显
            Thread.sleep(1000);
            return value;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    //实现写操作
    public void handleWrite(Lock lock,int index) throws InterruptedException {
        try {
            lock.lock();
            //模拟写操作
            Thread.sleep(1000);
            value=index;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
        //创建计数器 用来最终统计多线程的执行时间
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(20);

        ReadWriteLockDemo demo = new ReadWriteLockDemo();
        
        //记录多线程执行的起始时间点
        long start = System.currentTimeMillis();

        //创建18个线程 进行读
        for (int i = 0; i < 18; i++) {
            new Thread(()->{

                try {
                    //使用读锁    
                    demo.handleRead(readLock);           
//  使用普通锁       demo.handleRead(lock);
                    
                    //计数器-1
					countDownLatch.countDown();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }).start();
        }


        //创建2个线程  进行写
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            new Thread(()->{
                try {
                     //使用写锁
                    demo.handleWrite(readLock,new Random().nextInt());
//  使用普通锁       demo.handleWrite(lock,new Random().nextInt());
                     //计数器-1
                    countDownLatch.countDown();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }).start();
        }
        
        //main线程阻塞，等待coutDownLatch减完成
        countDownLatch.await();
		
        //打印多线程执行 总耗时：
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
        
    }
}

最终程序执行结果：

普通锁(可重入锁)： 由于所有的读写线程之间必须相互等待，因此整个程序执行时间长达20多秒

读写分离锁： 由于读线程是完全并行，而写线程会阻塞读读线程,写线程之间也会互相阻塞。因此整个程序执行时间大约2秒钟

9.2 读写锁降级

前提说明：写权限要大于读权限 (举例: 在linux中 w>r)

锁降级概念：所谓锁降级是指写锁降级为读锁，能够保证修改完的数据立即可见性。

锁降级：如果当前线程拥有某个对象的写锁，再获取该对象的读锁，随后释放写锁的过程。
(获取写锁 --> 获取读锁 ---> 释放写锁 )

不是锁降级: 如果当前线程拥有某个对象的写锁，先释放该写锁后，再去获取该对象的读锁。该过程不是锁降级，这种情况可以理解为锁竞争，当释放了写锁后可能会有别的线程抢到该写锁并对数据做修改，而之后再获取读锁读的时候并不是第一次修改后的值。
(获取写锁---> 释放写锁 ----> 获取读锁)

错误的锁降级案例：

// (获取写锁---> 释放写锁 ----> 获取读锁)
public class Test12 {

    private static int value = 0;

    public static void main(String[] args) {

        ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
        Lock readLock  = readWriteLock.readLock();
        Lock writeLock  = readWriteLock.writeLock();


        //创建线程A
        new Thread(()->{
            writeLock.lock();
            value = 1;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "修改值为： " + 1);
            writeLock.unlock();
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            readLock.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取值为： "+ value);
            readLock.unlock();
        },"A").start();


        new Thread(()->{
            writeLock.lock();
            value = 2;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "修改值为： " + 2);
            writeLock.unlock();
        },"B").start();
    }
}
/** console:
    A修改值为： 1
    B修改值为： 2
    A读取值为： 2
**/

正确的锁降级案例:

//(获取写锁  -->  获取读锁 ---> 释放写锁)
public class Test12 {

    private static int value = 0;

    public static void main(String[] args) {

        ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
        Lock readLock  = readWriteLock.readLock();
        Lock writeLock  = readWriteLock.writeLock();


        //锁降级

        //创建线程A
        new Thread(()->{
            writeLock.lock();
            value = 1;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "修改值为： " + 1);
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            readLock.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取值为： "+ value);

            writeLock.unlock();

            readLock.unlock();
        },"A").start();


        new Thread(()->{
            writeLock.lock();
            value = 2;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "修改值为： " + 2);
            writeLock.unlock();
        },"B").start();
    }
}

/**console:
        A修改值为： 1
        A读取值为： 1
        B修改值为： 2
**/

10. BlockingQueue阻塞队列

10.1 阻塞队列概述

阻塞队列特点：

线程间共享的

队列空时获取元素的线程会阻塞直到队列中有元素该线程会被唤醒

队列满时添加元素的线程会阻塞直到队列中出现空位时该线程会被唤醒

10.2 阻塞队列的架构

接口: BlockingQueue implements Collections , Queue

实现类：ArrayBlockingQueue,DelayQueue,LinkedBlockingDeque,LinkedBlockingQeque,
PriorityBlockingQueue,SynchronousQueue

10.3 阻塞队列分类

ArrayBlockingQueue(常用) 由数组结构组成的有界阻塞队列
LinkedBlockingQeque(常用) 由链表结构组成的有界(但大小默认为 integer.MAX_VALUE) 阻塞队列。
DelayQueue 使用优先级队列实现的延迟无界阻塞队列
PriorityBlockingQueue 支持优先级排序的无界阻塞队列
SynchronousQueue 不存储元素的阻塞队列，也即单个元素的队列
LinkedBlockingDeque 链表组成的双向队列

10.4 阻塞队列核心方法

add(e) remove element 会抛出异常组

        //创建阻塞队列
        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);


        //add(e)  remove  element     会抛出异常组
// System.out.println(blockingQueue.element());   //java.util.NoSuchElementException
        System.out.println(blockingQueue.add("a"));  //true
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));
        System.out.println(blockingQueue.element()); //a  查看第一个元素

//        System.out.println(blockingQueue.add("d"));  //Exception Queue full

        System.out.println(blockingQueue.remove());  //a 取第一个元素
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
//        System.out.println(blockingQueue.remove());  //java.util.NoSuchElementException

offer(e) poll peek() 特殊值

//        //创建阻塞队列
        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);


        System.out.println(blockingQueue.peek());  //null
        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));   //true
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));   //true
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));   //true
        System.out.println(blockingQueue.offer("d"));   //false

        System.out.println(blockingQueue.poll());   //a
        System.out.println(blockingQueue.poll());   //b
        System.out.println(blockingQueue.poll());   //c
        System.out.println(blockingQueue.poll());   //null

put(e) take() 阻塞

//        //创建阻塞队列
        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);


        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");
//        blockingQueue.put("d");  //第四个 会阻塞

        System.out.println(blockingQueue.take());       //a
        System.out.println(blockingQueue.take());       //b
        System.out.println(blockingQueue.take());       //c
//        System.out.println(blockingQueue.take());       //会阻塞

offer(e,time,unit) poll(time,unit) 超时

//        //创建阻塞队列
        BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("d",3L, TimeUnit.SECONDS)); //阻塞3s 后返回false

        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll(3L, TimeUnit.SECONDS)); //阻塞3s 后返回null

11. ThreadPool线程池

Java中的线程池通过Executor框架实现的。该框架中用到了(I)Executor, (C)Executors工具类,(I)ExecutorService,(C)ThreadPooleExecutor 等

11.1 Executors工具类创建线程池

ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 一池N线程固定长度的线程池

//一池5线程
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);

//10个请求
try{
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        //执行  传入Runnable实现
        threadPool.execute(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "处理请求");
        });
    }
}catch (Exception e){
    e.printStackTrace();
}finally {
    //关闭
    threadPool.shutdown();
}

/**
pool-1-thread-1处理请求
pool-1-thread-4处理请求
pool-1-thread-1处理请求
pool-1-thread-3处理请求
pool-1-thread-1处理请求
pool-1-thread-1处理请求
pool-1-thread-2处理请求
pool-1-thread-3处理请求
pool-1-thread-4处理请求
pool-1-thread-5处理请求
**/

ExecutorService newSingleThreadExecutor() 一池一线程

//1池1线程
ExecutorService threadPool2 = Executors.newSingleThreadExecutor();


//10个请求
try{
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        //执行
       threadPool2.execute(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "处理请求");
        });
    }
}catch (Exception e){
    e.printStackTrace();
}finally {
    //关闭
    threadPool2.shutdown();
}
/**
pool-2-thread-1处理请求
pool-2-thread-1处理请求
pool-2-thread-1处理请求
pool-2-thread-1处理请求
pool-2-thread-1处理请求
pool-2-thread-1处理请求
pool-2-thread-1处理请求
pool-2-thread-1处理请求
pool-2-thread-1处理请求
pool-2-thread-1处理请求
**/

ExecutorService newCachedThreadPool() 可扩容，遇强则强

//1池可扩容线程
ExecutorService threadPool3 = Executors.newCachedThreadPool();

//10个请求
try{
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        //执行  传入Runnable实现
        threadPool3.execute(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "处理请求");
        });
    }
}catch (Exception e){
    e.printStackTrace();
}finally {
    //关闭
    threadPool3.shutdown();
}

/**
pool-3-thread-1处理请求
pool-3-thread-5处理请求
pool-3-thread-4处理请求
pool-3-thread-3处理请求
pool-3-thread-2处理请求
pool-3-thread-8处理请求
pool-3-thread-7处理请求
pool-3-thread-6处理请求
pool-3-thread-10处理请求
pool-3-thread-9处理请求

**/

11.2 ThreadPoolExecutor参数说明

以上三种创建线程池的方式底层都是 new ThreadPoolExecutor()

`ThreadPoolExecutor` 构造中参数说明：

    public ThreadPoolExecutor(
        					  int corePoolSize,   //常驻(核心)线程数量
                             
                              int maximumPoolSize, //最大支持线程数量
        
                              long keepAliveTime, //线程存活时间(超过常驻线程数量的线程存活时间)
        
                              TimeUnit unit, //规定时间的单位
        
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue，//阻塞队列  请求会放到该队列中
        
                              ThreadFactory threadFactory,//线程工厂  用于创建线程
        
                              RejectedExecutionHandler handler//拒绝策略 
                             )

拒绝策略

当任务请求数量超出 （maximumPoolSize + workQueue） 会有以下4种处理方式：

AbortPolicy(默认) 直接抛出异常
CallerRunsPolicy：该策略既不抛弃任务也不抛出异常，而是回退给调用者，从而降低新任务的流量。
DiscardOldestPolicy ：抛弃队列中等待最久的任务，然后把新来的任务加入到队列中并优先执行(加塞)
DiscardPolicy: 该策略默默丢弃无法处理的任务，不做任何处理不抛异常，如果允许任务丢失，这是最好的一种策略。

11.3 自定线程池

实际开发中阿里强制不允许使用Executors去创建线程池而是通过new ThreadPoolExecutor() 的方式。

说明：Executors返回的线程池对象的弊端如下：

FixedThreadPool 和 SingleThreadPool : 允许的请求队列长度为Integer.MAX_VALUE, 可能会堆积大量请求，从而导致OOM
CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool: 允许创建的线程数量为Integer.MAX_VALUE, 可能会创建大量的线程，从而导致OOM

自定义案例：

public class Test14 {
    public static void main(String[] args) {
		
        //创建线程池
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                5,
                2L,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
        );

        //10个请求
        try{
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                //执行
                threadPool.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "处理请求");
                });
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //关闭
            threadPool.shutdown();
        }

    }
}

12. Fork/Join分支合并框架

目标：会使用就行

案例：计算 0+1+2+....+100 的结果

class MyTask extends RecursiveTask<Integer>{

    //拆分差值不能超过10
    private static final Integer VALUE = 10;

    private int begin; //拆分开始值
    private int end;  //拆分结束值
    private int result; //返回结果


    //创建有参构造
    public MyTask(int begin,int end){
        this.begin = begin;
        this.end = end;
    }

    //拆分合并的逻辑过程
    @Override
    protected Integer compute() {
        //判断
        if((end - begin) <= VALUE){
            //相加操作
            for (int i = begin; i <= end; i++) {
                result = result +i;
            }
        }else {
            //做拆分
            int middle = (end + begin)/2;

            //拆分左边
            MyTask task01 = new MyTask(begin,middle);
            task01.fork();

            //拆分右边
            MyTask task02 = new MyTask(middle+1,end);
            task02.fork();

            //合并结果
            result = task01.join() + task02.join();
        }
        return result;
    }
}

public class Test15 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        //创建任务对象
        MyTask myTask = new MyTask(0,100);

        //创建分支合并池对象
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Integer> forkJoinTask = forkJoinPool.submit(myTask);

        //获取最终合并之后的结果
        Integer res = forkJoinTask.get();
        System.out.println(res);


        //关闭
        forkJoinPool.shutdown();
    }
}

万般皆下品，唯有读书高！

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原文地址：https://www.cnblogs.com/s686zhou/p/15026986.html

JUC基础

JUC基础

多线程编程基础

多线程编程步骤(上)

多线成编程步骤(中) //线程间通信

多线成编程步骤(下) //防止虚假唤醒

1.JUC是什么

2.Lock接口

2.1 复习Synchronized

Synchronized卖票的例子

2.2 什么是Lock接口

2.2.1 Lock 和 synchronized 的比较

2.3 创建线程的多种方式

2.3.1 继承Thread类

2.3.2 实现Runnable接口

2.3.3 使用Callable接口

2.3.4 使用线程池

2.4 使用Lock实现卖票的例子

3.线程间通信

3.1 Synchroinzed 线程间通信

虚假唤醒问题案例

3.2 Lock 线程间通信

4.线程间定制化调用通信

5.集合的线程安全

5.1 ArrayList集合线程不安全演示

5.1.1 解决方案-Vector

5.1.2 解决方案- Collections

5.1.3 解决方案- CopyOnWriteArrayList

5.2 HashSet线程不安全演示

5.2.1 解决方案- CopyOnWriteArraySet

5.3 HashMap 线程不安全演示

5.3.1 解决方案 - ConcurrentHashMap

6.多线程锁

6.1 Synchronized 8锁

6.2 公平锁与非公平锁

6.3 可重入锁

6.4 死锁

7.Callable接口

8.JUC强大的辅助类

8.1 减少计数CountDownLatch

8.2 循环栅栏CyclicBarrier

8.3 信号灯 Semaphore

9. ReetrantReadWriteLock读写锁

9.1 读写锁概述及案例

9.2 读写锁降级

错误的锁降级案例：

10. BlockingQueue阻塞队列

10.1 阻塞队列概述

10.2 阻塞队列的架构

10.3 阻塞队列分类

10.4 阻塞队列核心方法

11. ThreadPool线程池

11.1 Executors工具类创建线程池

11.2 ThreadPoolExecutor参数说明

ThreadPoolExecutor 构造中参数说明：

拒绝策略

11.3 自定线程池

12. Fork/Join分支合并框架

`ThreadPoolExecutor` 构造中参数说明：