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线程基础03

6.用户线程和守护线程

  1. 用户线程：也叫工作线程，当线程的任务执行完或者通知方法结束。平时用到的普通线程均是用户线程，当在Java程序中创建一个线程，它就被称为用户线程

  2. 守护线程（Daemon）：一般是为工作线程服务的，当所有的用户线程结束，守护线程自动结束

  3. 常见的守护线程：垃圾回收机制

例子1：如何将一个线程设置成守护线程

package li.thread.method;

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

        MyDaemonThread myDaemonThread = new MyDaemonThread();

        //如果我们希望当主线程结束后，子线程自动结束，只需要将子线程设置为守护线程
        myDaemonThread.setDaemon(true);

        myDaemonThread.start();

        for (int i = 1; i <= 10; i++) {//main线程
            System.out.println("悟空在前方打妖精...");
            Thread.sleep(1000);
        }
    }
}

class MyDaemonThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (; ; ) {//无限循环
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("八戒收拾东西回高老庄...");
        }
    }
}

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7.线程的生命周期

  • JDK中用Thread.State枚举表示了线程的几种状态：

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例子 

package li.thread.state;

public class ThreadState_ {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        T t = new T();
        System.out.println(t.getName() + "状态 " + t.getState());
        t.start();
        while (t.getState() != Thread.State.TERMINATED) {
            System.out.println(t.getName() + "状态 " + t.getState());
            Thread.sleep(1000);
        }

        System.out.println(t.getName() + "状态 " + t.getState());

    }
}

class T extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("hi" + i);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

8.线程同步机制

  • 线程同步机制

  • 在多线程编程中，一些敏感数据不允许被多个线程同时访问，此时就使用同步访问技术，保证数据在任何同一时刻，最多有一个线程访问，以保证数据的完整性。

  • 也可以理解为：线程同步，即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到该线程完成操作，其他线程才能对该内存地址进行操作。

  • 同步具体方法--Synchronized

  • 同步代码块

synchronized(对象){//得到对象的锁，才能操作同步代码
 //需要被同步的代码
}
  1. synchronized还可以放在方法声明中，表示整个方法为同步方法
public synchronized void m(String name){
    //需要被同步的代码
}

就好像某个小伙伴上厕所之前先把门关上（上锁），完事之后再出来（解锁），那么其他小伙伴就可以再使用厕所了

例子：使用synchronized解决3.1售票问题

package li.thread.syn;

//使用多线程，模拟三个窗口同时售票共100张
public class SynSellTicket {
    public static void main(String[] args) {

        SellTicket03 sellTicket03 = new SellTicket03();
        new Thread(sellTicket03).start();//第1个线程-窗口
        new Thread(sellTicket03).start();//第2个线程-窗口
        new Thread(sellTicket03).start();//第3个线程-窗口
    }
}

//实现接口方式，使用synchronized实现线程同步
class SellTicket03 implements Runnable {

    private int ticketNum = 100;
    private boolean loop = true;//控制run方法变量

    public synchronized void sell() {//同步方法，在在同一时刻，只能有一个线程来执行run方法
        if (ticketNum <= 0) {
            System.out.println("售票结束...");
            loop = false;
            return;
        }
        //休眠50毫秒,模拟
        try {
            Thread.sleep(50);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("窗口：" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票 "
                + "剩余票数：" + (--ticketNum));
    }

    @Override
    public void run() {
        while (loop) {
            sell();//sell方法是一个同步方法
        }
    }
}

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8.1==互斥锁==

  • 基本介绍

  • Java语言中，引入了对象互斥锁的概念，来保证共享数据操作的完整性

  • 每一个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象
  • 关键字synchronized来与对象的互斥锁联系。当某个对象用synchronized修饰时，表明该对象在任一时刻只能有一个线程访问
  • 同步的局限性：导致程序的执行效率降低
  • 非静态的同步方法，锁可以是this（当前对象），也可以是其他对象（要求锁的是同一个对象）
  • 同步方法（静态的）的锁为当前类本身（类.class）

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种形式。 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Synchonized括号里配置的对象。

  • 注意事项和细节：
  • 同步方法如果没有使用static修饰：默认锁对象为this
  • 如果方法使用static修饰，默认锁对象：当前类.class
  • 实现的落地步骤：
    • 需要先分析上锁的代码
    • 选择同步代码块或者同步方法
    • 要求多个线程的锁对象为同一个
package li.thread.syn;

//使用多线程，模拟三个窗口同时售票共100张
public class SynSellTicket {
    public static void main(String[] args) {

        SellTicket03 sellTicket03 = new SellTicket03();
        new Thread(sellTicket03).start();//第1个线程-窗口
        new Thread(sellTicket03).start();//第2个线程-窗口
        new Thread(sellTicket03).start();//第3个线程-窗口
    }
}

//实现接口方式，使用synchronized实现线程同步
class SellTicket03 implements Runnable {

    private int ticketNum = 100;
    private boolean loop = true;//控制run方法变量
    Object object = new Object();

    //1.public synchronized static void m1(){}的锁加在SellTicket03.class
    public synchronized static void m1(){}
    //2.如果在静态方法中，要实现一个同步代码块则应该这样写：（原因是静态方法适合类一起加载的，静态方法不能使用this）
    public static void m2(){
        synchronized (SellTicket03.class){
            System.out.println("m2");
        }
    }

    // public synchronized void sell() {}就是一个同步方法。这时，锁在this对象
    //也可以在代码块上写synchronized，同步代码块,互斥锁还是在this对象
    public /*synchronized*/void sell() {//同步方法
        synchronized (/*this*/object) {//如果是new Object就不是同一个对象
            if (ticketNum <= 0) {
                System.out.println("售票结束...");
                loop = false;
                return;
            }
            //休眠50毫秒,模拟
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("窗口：" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票 "
                    + "剩余票数：" + (--ticketNum));
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while (loop) {
            sell();//sell方法是一个同步方法
        }
    }
}

8.2线程的死锁

  • 基本介绍：

多个线程都占用了对方的锁资源，但不肯相让，导致了死锁。

在编程中一定要避免死锁的发生。

例子：

package li.thread.syn;

//模拟线程死锁
public class DeadLock_ {
    public static void main(String[] args) {
        //模拟死锁现象
        DeadLockDemo A = new DeadLockDemo(true);
        DeadLockDemo B = new DeadLockDemo(false);
        A.setName("A线程");
        B.setName("B线程");
        A.start();
        B.start();
    }
}

class DeadLockDemo extends Thread {
    static Object o1 = new Object();//保证多线程，共享一个对象，这里使用static
    static Object o2 = new Object();
    boolean flag;

    public DeadLockDemo(boolean flag) {//构造器
        this.flag = flag;
    }

    @Override
    public void run() {
        //下面业务逻辑的分析
        //1.如果flag为true，线程就会先得到/持有 o1对象锁，然后尝试去获取o2对象锁
        //2.如果线程A得不到o2对象锁，就会Blocked
        //3.如果flag为false，线程B就会先得到/持有 o2对象锁，然后尝试去获取o1对象锁
        //4.如果线程B得不到o1对象锁，就会Blocked
        if (flag) {
            synchronized (o1) {//对象互斥锁，下面就是同步代码
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入1");
                synchronized (o2) {//这里获得li对象的监视权
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入2");
                }
            }
        } else {
            synchronized (o2) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入3");
                synchronized (o1) {//这里获得li对象的监视权
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入4");
                }
            }
        }
    }
}

如下图：两个线程卡住了

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8.3释放锁

下面操作会释放锁：

  1. 当前线程的同步方法、同步代码块执行结束
  2. 当前线程在同步代码块、同步方法中遇到break、return
  3. 当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或者Exception，导致异常结束
  4. 当前线程在同步代码块、同步方法中执行了线程对象的wait()方法，当前线程暂停，并释放锁

下面的操作不会释放锁：

  1. 线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()方法暂停当前线程的执行，不会释放锁

  2. 线程执行同步代码块时，其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程挂起，该线程不会释放锁。

​ 提示：应尽量避免使用suspend()和resume()来控制线程，这两个方法不再推荐使用

9.本章作业

9.1线程HomeWork01

（1）在main方法中启动两个线程

（2）第一个线程循环随机打印100以内的整数

（3）直到第二个线程从键盘读取了“Q”命令

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练习：

package li.thread.syn.homework;

import java.util.Scanner;

//（1）在main方法中启动两个线程
public class ThreadHomeWork01 {

    public static void main(String[] args) {

        A a = new A();
        B b = new B(a);//注意把a对象传入b构造器中

        a.start();
        b.start();
    }
}

//创建A线程类
class A extends Thread {
    private boolean loop = true;

    @Override
    public void run() {
        while (loop) {
            System.out.println((int) (Math.random() * 100 + 1));
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("a线程退出...");
    }

    public void setLoop(boolean loop) {
        this.loop = loop;
    }
}

//创建B线程类
class B extends Thread {
    private A a;
    Scanner scanner = new Scanner(System.in);

    public B(A a) {
        this.a = a;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //接到用户输入
            System.out.println("请输入你的指令(Q)表示退出");
            char key = scanner.next().toUpperCase().charAt(0);
            if (key == 'Q') {
                //以通知的方式结束a线程
                a.setLoop(false);
                System.out.println("b线程退出...");
                break;
            }
        }
    }
}

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9.2线程线程HomeWork02

（1）有两个用户分别从同一张卡上取钱（总额10000）

（2）每次都取1000，当余额不足时，就不能取款了

（3）不能出现超取现象==>线程同步问题

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易错点：关于互斥锁的理解 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Synchonized**括号里配置的对象**

package li.thread.syn.homework;

public class ThreadHomeWork02 {
    public static void main(String[] args) {
        T t = new T();
        Thread thread1 = new Thread(t);
        Thread thread2 = new Thread(t);
        thread1.setName("t1");
        thread2.setName("t2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

class T implements Runnable {
    private int money = 10000;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {//while不要放到同步代码块里面
            //1.使用了synchronized实现线程同步
            //2.当多个线程执行到这里的时候就会去争夺 this对象锁
            //3.哪个线程争夺到（获取）this对象锁，就执行synchronized代码块
            //4.争夺不到this对象锁，就Blocked，准备继续争夺
            //5.this对象锁是非公平锁
            synchronized (this) {
                if (money <= 0) {
                    System.out.println("余额不足...");
                    break;
                }
                money -= 1000;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取出了1000元" + " 当前余额为：" + money);
            }
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

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