java----day27(多執行緒)
執行緒安全
如果有多個執行緒在同時執行，而這些執行緒可能會同時執行這段程式碼。程式每次執行結果和單執行緒執行的結果是一樣的，而且其他的變數的值也和預期的是一樣的，就是執行緒安全的。
- 我們通過一個案例，演示執行緒的安全問題：
電影院要賣票，我們模擬電影院的賣票過程。假設要播放的電影是 “功夫熊貓3”，本次電影的座位共100個(本場電影只能賣100張票)。
我們來模擬電影院的售票視窗，實現多個視窗同時賣 “功夫熊貓3”這場電影票(多個視窗一起賣這100張票)
需要視窗，採用執行緒物件來模擬；需要票，Runnable介面子類來模擬
public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { //建立票物件 Ticket ticket = new Ticket(); //建立3個視窗 Thread t1 = new Thread(ticket, "視窗1"); Thread t2 = new Thread(ticket, "視窗2"); Thread t3 = new Thread(ticket, "視窗3"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
模擬票
public class Ticket implements Runnable { //共100票 int ticket = 100; @Override public void run() { //模擬賣票 while(true){ if (ticket > 0) { //模擬選坐的操作 try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣票:" + ticket--); } } }
其實，執行緒安全問題都是由全域性變數及靜態變數引起的。若每個執行緒中對全域性變數、靜態變數只有讀操作，而無寫操作，一般來說，這個全域性變數是執行緒安全的；若有多個執行緒同時執行寫操作，一般都需要考慮執行緒同步，否則的話就可能影響執行緒安全。
執行緒同步
java中提供了執行緒同步機制，它能夠解決上述的執行緒安全問題。
執行緒同步的方式有兩種：
- 同步程式碼塊
同步程式碼塊: 在程式碼塊宣告上 加上synchronized
synchronized (鎖物件) {
可能會產生執行緒安全問題的程式碼
}
同步程式碼塊中的鎖物件可以是任意的物件；但多個執行緒時，要使用同一個鎖物件才能夠保證執行緒安全。
synchronized (lock){
if (ticket > 0) {
//模擬電影選坐的操作
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣票:" + ticket--);
}
}
當使用了同步程式碼塊後，上述的執行緒的安全問題，解決了。
- 同步方法
同步方法：在方法宣告上加上synchronized
public synchronized void method(){
可能會產生執行緒安全問題的程式碼
}
同步方法中的鎖物件是 this
- 靜態同步方法: 在方法宣告上加上static synchronized
public static synchronized void method(){
可能會產生執行緒安全問題的程式碼
}
靜態同步方法中的鎖物件是 類名.class
死鎖
同步鎖使用的弊端：當執行緒任務中出現了多個同步(多個鎖)時，如果同步中嵌套了其他的同步。這時容易引發一種現象：程式出現無限等待，這種現象我們稱為死鎖。這種情況能避免就避免掉。
//同步鎖，可能出現死鎖情況
synchronzied(A鎖){
synchronized(B鎖){
}
}
Lock介面
查閱Lock介面描述，Lock 實現提供了比使用 synchronized 方法和語句可獲得的更廣泛的鎖定操作
Lock介面中的常用方法
Lock提供了一個更加面對物件的鎖，在該鎖中提供了更多的操作鎖的功能。
我們使用Lock介面，以及其中的lock()方法和unlock()方法替代同步，對電影院賣票案例中Ticket類進行如下程式碼修改
public class Ticket implements Runnable {
//共100票
int ticket = 100;
//建立Lock鎖物件
Lock ck = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
//模擬賣票
while(true){
//synchronized (lock){
ck.lock();
if (ticket > 0) {
//模擬選坐的操作
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣票:" + ticket--);
}
ck.unlock();
//}
}
}
}
等待喚醒機制
在開始講解等待喚醒機制之前，有必要搞清一個概念——執行緒之間的通訊：多個執行緒在處理同一個資源，但是處理的動作（執行緒的任務）卻不相同。通過一定的手段使各個執行緒能有效的利用資源。而這種手段即—— 等待喚醒機制。
等待喚醒機制所涉及到的方法：
- wait（） :等待，將正在執行的執行緒釋放其執行資格 和 執行權，並存儲到執行緒池中。
- notify（）：喚醒，喚醒執行緒池中被wait（）的執行緒，一次喚醒一個，而且是任意的。
- notifyAll（）： 喚醒全部：可以將執行緒池中的所有wait() 執行緒都喚醒。
其實，所謂喚醒的意思就是讓 執行緒池中的執行緒具備執行資格。必須注意的是，這些方法都是在 同步中才有效。同時這些方法在使用時必須標明所屬鎖，這樣才可以明確出這些方法操作的到底是哪個鎖上的執行緒。
仔細檢視JavaAPI之後，發現這些方法 並不定義在 Thread中，也沒定義在Runnable介面中，卻被定義在了Object類中，為什麼這些操作執行緒的方法定義在Object類中？
因為這些方法在使用時，必須要標明所屬的鎖，而鎖又可以是任意物件。能被任意物件呼叫的方法一定定義在Object類中。
如上圖說示，輸入執行緒向Resource中輸入name ,sex , 輸出執行緒從資源中輸出，先要完成的任務是：
1.當input發現Resource中沒有資料時，開始輸入，輸入完成後，叫output來輸出。如果發現有資料，就wait();
2.當output發現Resource中沒有資料時，就wait() ；當發現有資料時，就輸出，然後，叫醒input來輸入資料。
知識點總結
同步鎖
多個執行緒想保證執行緒安全，必須要使用同一個鎖物件
- 同步程式碼塊
synchronized (鎖物件){
可能產生執行緒安全問題的程式碼
}
同步程式碼塊的鎖物件可以是任意的物件
- 同步方法
public synchronized void method()
可能產生執行緒安全問題的程式碼
}
同步方法中的鎖物件是 this
- 靜態同步方法
public synchronized void method()
可能產生執行緒安全問題的程式碼
}
靜態同步方法中的鎖物件是 類名.class
多執行緒有幾種實現方案，分別是哪幾種
a, 繼承Thread類
b, 實現Runnable介面
c, 通過執行緒池，實現Callable介面
啟動一個執行緒是run()還是start()?它們的區別
啟動一個執行緒是start()
start： 啟動執行緒，並呼叫執行緒中的run()方法
run : 執行該執行緒物件要執行的任務
sleep()和wait()方法的區別
sleep: 不釋放鎖物件, 釋放CPU使用權
在休眠的時間內，不能喚醒
wait(): 釋放鎖物件, 釋放CPU使用權
在等待的時間內，能喚醒
為什麼wait(),notify(),notifyAll()等方法都定義在Object類中
鎖物件可以是任意型別的物件