JUC-狂神笔记整理学习

什么是JUC

在Java中，线程部分是一个重点，本篇文章说的JUC也是关于线程的。JUC就是java.util .concurrent工具包的简称。这是一个处理线程的工具包，JDK 1.5开始出现的。

知识点不错的博客参看这里：https://www.jianshu.com/p/1f19835e05c0

本文资料来自Up主，狂神，记录下来方便复

 

业务：普通的线程代码 Thread

Runnable 没有返回值、效率相比入 Callable 相对较低！

 

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

 

线程六个状态

public enum State {
// 新生
NEW,
// 运行
RUNNABLE,
// 阻塞
BLOCKED
// 等待，死死地等 
WAITING, 
// 超时等待 
TIMED_WAITING,
// 终止 
TERMINATED; }

 

.

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

public synchronized void start() {
/**
* This method is not invoked for the main method thread or "system"
* group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
* to this method in the future may have to also be added to the VM.
*
* A zero status value corresponds to state "NEW".
*/
if (threadStatus != 0)
throw new IllegalThreadStateException();
/* Notify the group that this thread is about to be started
* so that it can be added to the group's list of threads
* and the group's unstarted count can be decremented. */group.add(this);
boolean started = false;
try {
start0();
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
/* do nothing. If start0 threw a Throwable then
it will be passed up the call stack */
}
}
}
// 本地方法，底层的C++ ，Java 无法直接操作硬件
private native void start0();

 

CPU 多核 ，多个线程可以同时执行； 线程池

 

public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
// 获取cpu的核数
// CPU 密集型，IO密集型
System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
}
}

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必须在同步在代码块中

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

Lock锁（重点）

传统 Synchronized

// 运行

RUNNABLE,

// 阻塞

BLOCKED,

// 等待，死死地等

WAITING,

// 超时等待

TIMED_WAITING,

// 终止

TERMINATED;

}

// 基本的卖票例子

 

Lock 接口公平锁：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 
class Ticket2 { 
// 属性、方法 
private int number = 30;
 Lock lock = new ReentrantLock();
 public void sale(){
 lock.lock(); // 加锁 
try {
// 业务代码
 if (number>0)
{ 
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+ (number--)+"票,剩余："+number); } }
 catch (Exception e)
 { e.printStackTrace(); }
 finally { lock.unlock(); // 解锁 } }

}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！

锁是什么，如何判断锁的是谁！

生产者和消费者问题

面试的：单例模式、排序算法、生产者和消费者、死锁

 

生产者和消费者问题 Synchronized 版

/**
* 线程之间的通信问题：生产者和消费者问题！ 等待唤醒，通知唤醒
* 线程交替执行 A B 操作同一个变量 num = 0
* A num+1
* B num-1
*/
public class A {
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();
}
}
// 判断等待，业务，通知
class Data{ // 数字 资源类
private int number = 0;
//+1
public synchronized void increment() throws InterruptedException {
if (number!=0){ //0
// 等待
this.wait();
}
number++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他线程，我+1完毕了
this.notifyAll();
}
//-1
public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
if (number==0){ // 1// 等待
this.wait();
}
number--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他线程，我-1完毕了
this.notifyAll();
}
}
问题存在，A B C D 4 个线程！ 虚假唤醒
if 改为 while 判断
package com.kuang.pc;
/**
* 线程之间的通信问题：生产者和消费者问题！ 等待唤醒，通知唤醒
* 线程交替执行 A B 操作同一个变量 num = 0
* A num+1
* B num-1
*/
public class A {
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();
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();
}
}
// 判断等待，业务，通知
class Data{ // 数字 资源类
private int number = 0;
//+1
public synchronized void increment() throws InterruptedException {
while (number!=0){ //0
// 等待
this.wait();
}
number++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他线程，我+1完毕了
this.notifyAll();
}
//-1
public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
while (number==0){ // 1
// 等待
this.wait();
}
number--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他线程，我-1完毕了
this.notifyAll();
}
}

JUC版的生产者和消费者问题

通过Lock 找到 Condition

代码实现：

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class B {
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();
}
}
// 判断等待，业务，通知
class Data2{ // 数字 资源类
private int number = 0;
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
//condition.await(); // 等待
//condition.signalAll(); // 唤醒全部
//+1
public void increment() throws InterruptedException {lock.lock();
try {
// 业务代码
while (number!=0){ //0
// 等待
condition.await();
}
number++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他线程，我+1完毕了
condition.signalAll();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
//-1
public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (number==0){ // 1
// 等待
condition.await();
}
number--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他线程，我-1完毕了
condition.signalAll();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}

 

Condition 精准的通知和唤醒线程.

代码测试：

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* A 执行完调用B，B执行完调用C，C执行完调用A
*/
public class C {
public static void main(String[] args) {
Data3 data = new Data3();
new Thread(()->{for (int i = 0; i <10 ; i++) {
data.printA();
}
},"A").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i <10 ; i++) {
data.printB();
}
},"B").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i <10 ; i++) {
data.printC();
}
},"C").start();
}
}
class Data3{ // 资源类 Lock
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition condition1 = lock.newCondition();
private Condition condition2 = lock.newCondition();
private Condition condition3 = lock.newCondition();
private int number = 1; // 1A 2B 3C
public void printA(){
lock.lock();
try {
// 业务，判断-> 执行-> 通知
while (number!=1){
// 等待
condition1.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>AAAAAAA");
// 唤醒，唤醒指定的人，B
number = 2;
condition2.signal();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void printB(){
lock.lock();
try {
// 业务，判断-> 执行-> 通知
while (number!=2){
condition2.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>BBBBBBBBB");
// 唤醒，唤醒指定的人，c
number = 3;
condition3.signal();5、8锁现象
如何判断锁的是谁！永远的知道什么锁，锁到底锁的是谁！
深刻理解我们的锁
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void printC(){
lock.lock();
try {
// 业务，判断-> 执行-> 通知
// 业务，判断-> 执行-> 通知
while (number!=3){
condition3.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>BBBBBBBBB");
// 唤醒，唤醒指定的人，c
number = 1;
condition1.signal();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}

关于锁的8个问题（引用狂神的代码）

package com.kuang.lock8;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 8锁，就是关于锁的8个问题
* 1、标准情况下，两个线程先打印 发短信还是 打电话？ 1/发短信 2/打电话
* 1、sendSms延迟4秒，两个线程先打印 发短信还是 打电话？ 1/发短信 2/打电话
*/
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Phone phone = new Phone();
//锁的存在
new Thread(()->{
phone.sendSms();
},"A").start();
// 捕获
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
phone.call();
},"B").start();
}
}
class Phone{
// synchronized 锁的对象是方法的调用者！、
// 两个方法用的是同一个锁，谁先拿到谁执行！
public synchronized void sendSms(){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("发短信");
}
public synchronized void call(){
System.out.println("打电话");
}
}
package com.kuang.lock8;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 3、 增加了一个普通方法后！先执行发短信还是Hello？ 普通方法
* 4、 两个对象，两个同步方法， 发短信还是 打电话？ // 打电话
*/
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
// 两个对象，两个调用者，两把锁！
Phone2 phone1 = new Phone2();
Phone2 phone2 = new Phone2();
//锁的存在
new Thread(()->{
phone1.sendSms();
},"A").start();
// 捕获
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
phone2.call();
},"B").start();
}}
class Phone2{
// synchronized 锁的对象是方法的调用者！
public synchronized void sendSms(){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("发短信");
}
public synchronized void call(){
System.out.println("打电话");
}
// 这里没有锁！不是同步方法，不受锁的影响
public void hello(){
System.out.println("hello");
}
}
package com.kuang.lock8;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 5、增加两个静态的同步方法，只有一个对象，先打印 发短信？打电话？
* 6、两个对象！增加两个静态的同步方法， 先打印 发短信？打电话？
*/
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
// 两个对象的Class类模板只有一个，static，锁的是Class
Phone3 phone1 = new Phone3();
Phone3 phone2 = new Phone3();
//锁的存在
new Thread(()->{
phone1.sendSms();
},"A").start();
// 捕获
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
phone2.call();
},"B").start();
}
}
// Phone3唯一的一个 Class 对象class Phone3{
// synchronized 锁的对象是方法的调用者！
// static 静态方法
// 类一加载就有了！锁的是Class
public static synchronized void sendSms(){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("发短信");
}
public static synchronized void call(){
System.out.println("打电话");
}
}
package com.kuang.lock8;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 1、1个静态的同步方法，1个普通的同步方法 ，一个对象，先打印 发短信？打电话？
* 2、1个静态的同步方法，1个普通的同步方法 ，两个对象，先打印 发短信？打电话？
*/
public class Test4 {
public static void main(String[] args) {
// 两个对象的Class类模板只有一个，static，锁的是Class
Phone4 phone1 = new Phone4();
Phone4 phone2 = new Phone4();
//锁的存在
new Thread(()->{
phone1.sendSms();
},"A").start();
// 捕获
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
phone2.call();
},"B").start();
}
}
// Phone3唯一的一个 Class 对象
class Phone4{
// 静态的同步方法 锁的是 Class 类模板
public static synchronized void sendSms(){
try {小结
new this 具体的一个手机
static Class 唯一的一个模板
6、集合类不安全
List 不安全
TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("发短信");
}
// 普通的同步方法 锁的调用者
public synchronized void call(){
System.out.println("打电话");
}
}

线程池：三大方法

 

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
// Executors 工具类、3大方法
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();// 单个线
程
// ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); // 创建一
个固定的线程池的大小
// ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool(); // 可伸缩
的，遇强则强，遇弱则弱
try {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
// 使用了线程池之后，使用线程池来创建线程
threadPool.execute(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
});
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 线程池用完，程序结束，关闭线程池
threadPool.shutdown();
}
}
}

7大参数

源码分析

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(5, 5,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
// 本质ThreadPoolExecutor（）
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, // 核心线程池大小
int maximumPoolSize, // 最大核心线程池大小
long keepAliveTime, // 超时了没有人调用就会释放
TimeUnit unit, // 超时单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 阻塞队列
ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂：创建线程的，一般
不用动
RejectedExecutionHandler handle // 拒绝策略) {
if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
null :
AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}

手动创建一个线程池

 

Stream流式计算

什么是Stream流式计算

大数据：存储 + 计算

集合、MySQL 本质就是存储东西的；

计算都应该交给流来操作！

package com.kuang.function;

import java.util.function.Supplier;

/**

* Supplier 供给型接口 没有参数，只有返回值

*/

public class Demo04 {

public static void main(String[] args) {

// Supplier supplier = new Supplier<Integer>() {

// @Override

// public Integer get() {

// System.out.println("get()");

// return 1024;

// }

// };

Supplier supplier = ()->{ return 1024; };

System.out.println(supplier.get());

}

}

ForkJoin

什么是 ForkJoin

ForkJoin 在 JDK 1.7 ， 并行执行任务！提高效率。大数据量！

大数据：Map Reduce （把大任务拆分为小任务）

 

import java.util.Arrays;

import java.util.List;

/**

* 题目要求：一分钟内完成此题，只能用一行代码实现！

* 现在有5个用户！筛选：

* 1、ID 必须是偶数

* 2、年龄必须大于23岁

* 3、用户名转为大写字母

* 4、用户名字母倒着排序

* 5、只输出一个用户！

*/

public class Test {

public static void main(String[] args) {

User u1 = new User(1,"a",21);

User u2 = new User(2,"b",22);

User u3 = new User(3,"c",23);

User u4 = new User(4,"d",24);

User u5 = new User(6,"e",25);

// 集合就是存储

List<User> list = Arrays.asList(u1, u2, u3, u4, u5);

// 计算交给Stream流

// lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算

list.stream()

.filter(u->{return u.getId()%2==0;})

.filter(u->{return u.getAge()>23;})

.map(u->{return u.getName().toUpperCase();})

.sorted((uu1,uu2)->{return uu2.compareTo(uu1);})

.limit(1)

.forEach(System.out::println);

}

}ForkJoin 特点：工作窃取

这个里面维护的都是双端队列ForkJoin.

package com.kuang.forkjoin;

import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/**

* 求和计算的任务！

* 3000 6000（ForkJoin） 9000（Stream并行流）

* // 如何使用 forkjoin

* // 1、forkjoinPool 通过它来执行

* // 2、计算任务 forkjoinPool.execute(ForkJoinTask task)

* // 3. 计算类要继承 ForkJoinTask

*/

public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {

private Long start; // 1

private Long end; // 1990900000

// 临界值

private Long temp = 10000L;

public ForkJoinDemo(Long start, Long end) {

this.start = start;

this.end = end;

}

// 计算方法

@Override

protected Long compute() {

if ((end-start)<temp){

Long sum = 0L;

for (Long i = start; i <= end; i++) {

sum += i;

}

return sum;

}else { // forkjoin 递归

long middle = (start + end) / 2; // 中间值

ForkJoinDemo task1 = new ForkJoinDemo(start, middle);

task1.fork(); // 拆分任务，把任务压入线程队列

ForkJoinDemo task2 = new ForkJoinDemo(middle+1, end);

task2.fork(); // 拆分任务，把任务压入线程队列return task1.join() + task2.join();

}

}

}

测试：

package com.kuang.forkjoin;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

import java.util.concurrent.ForkJoinPool;

import java.util.concurrent.ForkJoinTask;

import java.util.stream.DoubleStream;

import java.util.stream.IntStream;

import java.util.stream.LongStream;

/**

* 同一个任务，别人效率高你几十倍！

*/

public class Test {

public static void main(String[] args) throws ExecutionException,

InterruptedException {

// test1(); // 12224

// test2(); // 10038

// test3(); // 153

}

// 普通程序员

public static void test1(){

Long sum = 0L;

long start = System.currentTimeMillis();

for (Long i = 1L; i <= 10_0000_0000; i++) {

sum += i;

}

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println("sum="+sum+" 时间："+(end-start));

}

// 会使用ForkJoin

public static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {

long start = System.currentTimeMillis();

ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();

ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinDemo(0L, 10_0000_0000L);

ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);// 提交任务

Long sum = submit.get();

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println("sum="+sum+" 时间："+(end-start));

}

public static void test3(){

long start = System.currentTimeMillis();

// Stream并行流 () (]

long sum = LongStream.rangeClosed(0L,

10_0000_0000L).parallel().reduce(0, Long::sum);

long end = System.currentTimeMillis();15、异步回调

Future 设计的初衷： 对将来的某个事件的结果进行建模

.

System.out.println("sum="+"时间："+(end-start));

}

}

package com.kuang.future;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

import java.util.concurrent.Future;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**

* 异步调用： CompletableFuture

* // 异步执行

* // 成功回调

* // 失败回调

*/

public class Demo01 {

public static void main(String[] args) throws ExecutionException,

InterruptedException {

// 没有返回值的 runAsync 异步回调

// CompletableFuture<Void> completableFuture =

CompletableFuture.runAsync(()->{

// try {

// TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

// } catch (InterruptedException e) {

// e.printStackTrace();

// }

//

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"runAsync=>Void");

// });

//

// System.out.println("1111");

//

// completableFuture.get(); // 获取阻塞执行结果

// 有返回值的 supplyAsync 异步回调

// ajax，成功和失败的回调16、JMM

 

请你谈谈你对 Volatile 的理解

Volatile 是 Java 虚拟机提供轻量级的同步机制

1、保证可见性

2、不保证原子性

3、禁止指令重排

什么是JMM

JMM ： Java内存模型，不存在的东西，概念！约定！

关于JMM的一些同步的约定：

1、线程解锁前，必须把共享变量立刻刷回主存。

2、线程加锁前，必须读取主存中的最新值到工作内存中！

3、加锁和解锁是同一把锁

线程 工作内存 、主内存

// 返回的是错误信息；

CompletableFuture<Integer> completableFuture =

CompletableFuture.supplyAsync(()->{

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"supplyAsync=>Integer");

int i = 10/0;

return 1024;

});

System.out.println(completableFuture.whenComplete((t, u) -> {

System.out.println("t=>" + t); // 正常的返回结果

System.out.println("u=>" + u); // 错误信息：

java.util.concurrent.CompletionException: java.lang.ArithmeticException: / by

zero

}).exceptionally((e) -> {

System.out.println(e.getMessage());

return 233; // 可以获取到错误的返回结果

}).get());

/**

* succee Code 200

* error Code 404 500

*/

}

}

 

8种操作：

内存交互操作有8种，虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的，不可在分的（对于double和long类

型的变量来说，load、store、read和write操作在某些平台上允许例外）

lock （锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为线程独占状态

unlock （解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量

才可以被其他线程锁定

read （读取）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便

随后的load动作使用

load （载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主存中变量放入工作内存中

use （使用）：作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的变量传输给执行引擎，每当虚拟机

遇到一个需要使用到变量的值，就会使用到这个指令

assign （赋值）：作用于工作内存中的变量，它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变

量副本中

store （存储）：作用于主内存中的变量，它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中，

以便后续的write使用write （写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内

存的变量中

JMM对这八种指令的使用，制定了如下规则：

不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须

write

不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存

不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存

一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量

实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作

一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解

锁

如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，

必须重新load或assign操作初始化变量的值

如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量

对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存

问题： 程序不知道主内存的值已经被修改过了

 

Volatile

1、保证可见性

package com.kuang.tvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JMMDemo {

// 不加 volatile 程序就会死循环！

// 加 volatile 可以保证可见性

private volatile static int num = 0;public static void main(String[] args) { // main

new Thread(()->{ // 线程 1 对主内存的变化不知道的

while (num==0){

}

}).start();

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

num = 1;

System.out.println(num);

}

}

2、不保证原子性

原子性 : 不可分割

线程A在执行任务的时候，不能被打扰的，也不能被分割。要么同时成功，要么同时失败。

package com.kuang.tvolatile;

// volatile 不保证原子性

public class VDemo02 {

// volatile 不保证原子性

private volatile static int num = 0;

public static void add(){

num++;

}

public static void main(String[] args) {

//理论上num结果应该为 2 万

for (int i = 1; i <= 20; i++) {

new Thread(()->{

for (int j = 0; j < 1000 ; j++) {

add();

}

}).start();

}

while (Thread.activeCount()>2){ // main gc

Thread.yield();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + num);

}}

如果不加 lock 和 synchronized ，怎么样保证原子性

使用原子类，解决 原子性问题.

package com.kuang.tvolatile;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

// volatile 不保证原子性

public class VDemo02 {

// volatile 不保证原子性

// 原子类的 Integer

private volatile static AtomicInteger num = new AtomicInteger();

public static void add(){线程A

线程B

x=a

y=b

b=1

a=2

 

 

CAS ： 比较当前工作内存中的值和主内存中的值，如果这个值是期望的，那么则执行操作！如果不是就

一直循环！

缺点：

1、 循环会耗时

2、一次性只能保证一个共享变量的原子性

3、ABA问题

CAS ： ABA 问题（狸猫换太子）.

20、原子引用

解决ABA 问题，引入原子引用！ 对应的思想：乐观锁！

带版本号 的原子操作！

package com.kuang.cas;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CASDemo {

// CAS compareAndSet : 比较并交换！

public static void main(String[] args) {

AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);

// 期望、更新

// public final boolean compareAndSet(int expect, int update)

// 如果我期望的值达到了，那么就更新，否则，就不更新, CAS 是CPU的并发原语！

// ============== 捣乱的线程 ==================

System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));

System.out.println(atomicInteger.get());

System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2020));

System.out.println(atomicInteger.get());

// ============== 期望的线程 ==================

System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 6666));

System.out.println(atomicInteger.get());

}

}

package com.kuang.cas;import java.util.concurrent.TimeUnit;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;

public class CASDemo {

//AtomicStampedReference 注意，如果泛型是一个包装类，注意对象的引用问题

// 正常在业务操作，这里面比较的都是一个个对象

static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new

AtomicStampedReference<>(1,1);

// CAS compareAndSet : 比较并交换！

public static void main(String[] args) {

new Thread(()->{

int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); // 获得版本号

System.out.println("a1=>"+stamp);

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

atomicStampedReference.compareAndSet(1, 2,

atomicStampedReference.getStamp(),

atomicStampedReference.getStamp() + 1);

System.out.println("a2=>"+atomicStampedReference.getStamp());

System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(2, 1,

atomicStampedReference.getStamp(),

atomicStampedReference.getStamp() + 1));

System.out.println("a3=>"+atomicStampedReference.getStamp());

},"a").start();

// 乐观锁的原理相同！

new Thread(()->{

int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); // 获得版本号

System.out.println("b1=>"+stamp);

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(1, 6,

stamp, stamp + 1));

System.out.println("b2=>"+atomicStampedReference.getStamp());

},"b").start();注意：

Integer 使用了对象缓存机制，默认范围是 -128 ~ 127 ，推荐使用静态工厂方法 valueOf 获取对象实

例，而不是 new，因为 valueOf 使用缓存，而 new 一定会创建新的对象分配新的内存空间；

各种锁的理解

1、公平锁、非公平锁

公平锁： 非常公平， 不能够插队，必须先来后到！

非公平锁：非常不公平，可以插队 （默认都是非公平）

2、可重入锁

可重入锁（递归锁）

}

}

public ReentrantLock() {

sync = new NonfairSync();

}

public ReentrantLock(boolean fair) {

sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();

}Synchronized

package com.kuang.lock;

import javax.sound.midi.Soundbank;

// Synchronized

public class Demo01 {

public static void main(String[] args) {

Phone phone = new Phone();

new Thread(()->{

phone.sms();

},"A").start();

new Thread(()->{

phone.sms();

},"B").start();

}

}

class Phone{

public synchronized void sms(){

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");

call(); // 这里也有锁

}

public synchronized void call(){

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call");

}

}Lock 版

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Demo02 {

public static void main(String[] args) {

Phone2 phone = new Phone2();

new Thread(()->{

phone.sms();

},"A").start();

new Thread(()->{

phone.sms();

},"B").start();

}

}

class Phone2{

Lock lock = new ReentrantLock();

public void sms(){

lock.lock(); // 细节问题：lock.lock(); lock.unlock(); // lock 锁必须配对，否

则就会死在里面

lock.lock();

try {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");

call(); // 这里也有锁

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lock.unlock();

lock.unlock();

}

}

public void call(){

lock.lock();

try {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call");

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lock.unlock();

}

}

}

3、自旋锁

spinlock

.

我们来自定义一个锁测试

测试

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

/**

* 自旋锁

*/

public class SpinlockDemo {

// int 0

// Thread null

AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();

// 加锁

public void myLock(){

Thread thread = Thread.currentThread();

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> mylock");

// 自旋锁

while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){

}

}

// 解锁

// 加锁

public void myUnLock(){

Thread thread = Thread.currentThread();

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> myUnlock");

atomicReference.compareAndSet(thread,null);

}

}

package com.kuang.lock;

4、死锁

import java.util.concurrent.TimeUnit;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestSpinLock {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

// ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();

// reentrantLock.lock();

// reentrantLock.unlock();

// 底层使用的自旋锁CAS

SpinlockDemo lock = new SpinlockDemo();

new Thread(()-> {

lock.myLock();

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(5);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lock.myUnLock();

}

},"T1").start();

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

new Thread(()-> {

lock.myLock();

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lock.myUnLock();

}

},"T2").start();

}

}死锁是什么

.

死锁测试，怎么排除死锁：

package com.kuang.lock;

import com.sun.org.apache.xpath.internal.SourceTree;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DeadLockDemo {

public static void main(String[] args) {

String lockA = "lockA";

String lockB = "lockB";

new Thread(new MyThread(lockA, lockB), "T1").start();

new Thread(new MyThread(lockB, lockA), "T2").start();

}

}

class MyThread implements Runnable{

private String lockA;

private String lockB;

public MyThread(String lockA, String lockB) {

this.lockA = lockA;

this.lockB = lockB;

}

@Override

public void run() {

synchronized (lockA){System.out.println(Thread.currentThread().getName() +

"lock:"+lockA+"=>get"+lockB);

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

synchronized (lockB){

System.out.println(Thread.currentThread().getName() +

"lock:"+lockB+"=>get"+lockA);

}

}

}

}

解决问题

1、使用 jps -l 定位进程号

2、使用 jstack 进程号 找到死锁问题

面试，工作中！ 排查问题：

1、日志 9

2、堆栈 1

本文资料来自Up主，狂神，记录下来方便复习用