JUC—java高并发(下)

导读:本篇文章讲解 JUC—java高并发(下),希望对大家有帮助,欢迎收藏,转发!站点地址:www.bmabk.com

12、四大函数式接口(必需掌握)

新时代的程序员:lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算

函数式接口: 只有一个方法的接口

@FunctionalInterface 
public interface Runnable {
    public abstract void run(); 
}
// 泛型、枚举、反射 
// lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算 
// 超级多FunctionalInterface 
// 简化编程模型,在新版本的框架底层大量应用! 
// foreach(消费者类的函数式接口)

四大函数式接口:
在这里插入图片描述

Function函数式接口

在这里插入图片描述

package com.haust.function;
import java.util.function.Function;
/**
 * Function 函数型接口, 有一个输入参数,有一个输出参数
 * 只要是 函数型接口 可以 用 lambda表达式简化
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
       /*Function<String,String> function = new 
                                        Function<String,String>() {
            @Override
            public String apply(String str) {
                return str;
            }
        };*/
        // lambda 表达式简化:
        Function<String,String> function = str->{
    return str;};
        System.out.println(function.apply("asd"));
    }
}

Predicate 断定型接口

有一个输入参数,返回值只能是 布尔值!
在这里插入图片描述

package com.haust.function;
import java.util.function.Predicate;
/*
 * 断定型接口:有一个输入参数,返回值只能是 布尔值!
 */
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 判断字符串是否为空
        /*Predicate<String> predicate = new Predicate<String>(){
            @Override
            public boolean test(String str) {
                return str.isEmpty();//true或false
            }
        };*/
        Predicate<String> predicate = 
                            (str)->{
    return str.isEmpty(); };
        System.out.println(predicate.test(""));//true
    }
}

Consumer 消费型接口

在这里插入图片描述

package com.haust.function;
import java.util.function.Consumer;
/**
 * Consumer 消费型接口: 只有输入,没有返回值
 */
public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        /*Consumer<String> consumer = new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String str) {
                System.out.println(str);
            }
        };*/
        Consumer<String> consumer = 
                                (str)->{
    System.out.println(str);};
        consumer.accept("sdadasd");
    }
}

Supplier 供给型接口
在这里插入图片描述

package com.haust.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());
    }
}

13、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!
在这里插入图片描述

package com.haust.stream;
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;})// ID 必须是偶数
                .filter(u->{
    return u.getAge()>23;})// 年龄必须大于23岁
                // 用户名转为大写字母
                .map(u->{
    return u.getName().toUpperCase();})
                // 用户名字母倒着排序
                .sorted((uu1,uu2)->{
    return uu2.compareTo(uu1);})
                .limit(1)// 只输出一个用户!
                .forEach(System.out::println);
    }
}

14、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)
在这里插入图片描述

ForkJoin 特点:工作窃取

这个里面维护的都是双端队列
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

package com.haust.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 RecursiveTask(递归任务,有返回值的)
 */
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();
        }
    }
}

测试代码:

package com.haust.forkjoin;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
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);
        // 提交任务
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);
        Long sum = submit.get();// 获得结果
        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) // 计算范围(,]
            .parallel() // 并行计算
            .reduce(0, Long::sum); // 输出结果
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+"时间:"+(end-start));
    }
}

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

在这里插入图片描述

package com.haust.future;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
/**
 * 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
        // 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
         */
    }
}

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,类似于synchronized 但是没有其强大

作用:

  • 保证可见性
  • 不保证原子性
  • 防止指令重排

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

  • 线程解锁前,必须把共享变量立刻刷回主存。
  • 线程加锁前,必须读取主存中的最新值到工作内存中!
  • 加锁和解锁是同一把锁。

线程 工作内存主内存
8 种操作:
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

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writ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
在这里插入图片描述

17、Volatile

1、保证可见性

package com.haust.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);
    }
}

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.haust.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(){
        // num++; // 不是一个原子性操作
        num.getAndIncrement(); // AtomicInteger + 1 方法, CAS
    }
    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();
        }
        // 判断只要剩下的线程不大于2个,就说明20个创建的线程已经执行结束
        while (Thread.activeCount()>2){
     // Java 默认有 main gc 2个线程
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                                                       + " " + num);
    }
}

如果不加 lock 和 synchronized ,怎么样保证原子性

在这里插入图片描述
使用原子类,解决原子性问题。

在这里插入图片描述

// volatile 不保证原子性
 // 原子类的 Integer
 private volatile static AtomicInteger num = new AtomicInteger();
 public static void add(){
    // num++; // 不是一个原子性操作
    num.getAndIncrement(); // AtomicInteger + 1 方法, CAS
 }

这些类的底层都直接和操作系统挂钩!在内存中修改值!Unsafe类是一个很特殊的存在!

指令重排

什么是指令重排?:我们写的程序,计算机并不是按照你写的那样去执行的。

源代码 —> 编译器优化的重排 —> 指令并行也可能会重排 —> 内存系统也会重排 ——> 执行

处理器在执行指令重排的时候,会考虑:数据之间的依赖性

int x = 1; // 1
int y = 2; // 2
x = x + 5; // 3
y = x * x; // 4
我们所期望的:1234 但是可能执行的时候会变成 2134 或者 1324

但是不可能是 4123!

前提:a b x y 这四个值默认都是 0:

可能造成影响得到不同的结果:

线程A 线程B
x = a y = b
b =1 a = 2

正常的结果:x = 0; y = 0; 但是可能由于指令重排出现以下结果:

线程A 线程B
b = 1 a = 2
x = a y = b

指令重排导致的诡异结果: x = 2; y = 1;

volatile 可以避免指令重排:

内存屏障。CPU指令。作用:

保证特定操作的执行顺序!
可以保证某些变量的内存可见性 (利用这些特性volatile 实现了可见性)

在这里插入图片描述
volatile 是可以保证可见性。不能保证原子性,由于内存屏障,可以保证避免指令重排的现象产生!
volatile 内存屏障在单例模式中使用的最多!

18、彻底玩转单例模式

饿汉式

package com.haust.single;
// 饿汉式单例
public class Hungry {
    // 可能会浪费空间
    private byte[] data1 = new byte[1024*1024];
    private byte[] data2 = new byte[1024*1024];
    private byte[] data3 = new byte[1024*1024];
    private byte[] data4 = new byte[1024*1024];
    private Hungry(){
    }
    private final static Hungry HUNGRY = new Hungry();
    public static Hungry getInstance(){
        return HUNGRY;
    }
}

DCL 懒汉式

package com.haust.single;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
// 懒汉式单例
// 道高一尺,魔高一丈!
public class LazyMan {
    private static boolean csp = false;// 标志位
    // 单例不安全,因为反射可以破坏单例,如下解决这个问题:
    private LazyMan(){
        synchronized (LazyMan.class){
            if (csp == false){
                csp = true;
            }else {
                throw new RuntimeException("不要试图使用反射破坏异常");
            }
        }
    }
    /**
     * 计算机指令执行顺序:
     * 1. 分配内存空间
     * 2、执行构造方法,初始化对象
     * 3、把这个对象指向这个空间
     *
     * 期望顺序是:123
     * 特殊情况下实际执行:132  ===>  此时 A 线程没有问题
     *                               若额外加一个 B 线程 
     *                               此时lazyMan还没有完成构造
     */
    // 原子性操作:避免指令重排
    private volatile static LazyMan lazyMan;
    // 双重检测锁模式的 懒汉式单例  DCL懒汉式
    public static LazyMan getInstance(){
        if (lazyMan==null){
            synchronized (LazyMan.class){
                if (lazyMan==null){
                    lazyMan = new LazyMan(); // 不是一个原子性操作
                }
            }
        }
        return lazyMan;
    }
    // 反射!
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //LazyMan instance = LazyMan.getInstance();
        Field qinjiang = LazyMan.class.getDeclaredField("csp");
        csp.setAccessible(true);
        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = 
                        LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        LazyMan instance = declaredConstructor.newInstance();
        qinjiang.set(instance,false);
        LazyMan instance2 = declaredConstructor.newInstance();
        System.out.println(instance);
        System.out.println(instance2);
    }
}

静态内部类

package com.haust.single;
// 静态内部类
public class Holder {
    private Holder(){
    }
    public static Holder getInstace(){
        return InnerClass.HOLDER;
    }
    public static class InnerClass{
        private static final Holder HOLDER = new Holder();
    }
}

单例不安全,因为反射可以破坏单例

解决方式:

private LazyMan(){
        synchronized (LazyMan.class){
            if (csp == false){
                csp = true;
            }else {
                throw new RuntimeException("不要试图使用反射破坏异常");
            }
        }
    }

枚举

package com.haust.single;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
// enum 是一个什么? 本身也是一个Class类
public enum EnumSingle {
    INSTANCE;
    public EnumSingle getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}
class Test{
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        EnumSingle instance1 = EnumSingle.INSTANCE;
        Constructor<EnumSingle> declaredConstructor = EnumSingle.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        EnumSingle instance2 = declaredConstructor.newInstance();
        // NoSuchMethodException: com.kuang.single.EnumSingle.<init>()
        System.out.println(instance1);
        System.out.println(instance2);
    }
}

19、深入理解CAS

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! 
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021)); 
        System.out.println(atomicInteger.get()); 
        atomicInteger.getAndIncrement() // 看底层如何实现 ++ 
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021)); 
        System.out.println(atomicInteger.get()); 
    } 
}

执行结果如图:
在这里插入图片描述

Unsafe 类

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
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!

CAS : ABA 问题(狸猫换太子)

在这里插入图片描述

package com.haust.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); 
        /*
         * 类似于我们平时写的SQL:乐观锁
         *
         * 如果某个线程在执行操作某个对象的时候,其他线程若操作了该对象,
         * 即使对象内容未发生变化,也需要告诉我。
         *
         * 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()); 
    } 
}

输出结果如图:
在这里插入图片描述

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.haust.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 
         */
        // 可以有一个初始对应的版本号 1
        static AtomicStampedReference<Integer> 
                        atomicStampedReference = 
                            new AtomicStampedReference<>(2020,1);
        // CAS compareAndSet : 比较并交换! 
        public static void main(String[] args) {
            new Thread(()->{
                // 获得版本号
                int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); 
                System.out.println("a1=>"+stamp); 
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2); 
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace(); 
                }
                atomicStampedReference.compareAndSet(
                    2020, 
                    2022, 
                    atomicStampedReference.getStamp(), // 最新版本号
                    // 更新版本号
                    atomicStampedReference.getStamp() + 1); 
                      System.out.println("a2=>"
                                 +atomicStampedReference.getStamp()); 
                     System.out.println(
                        atomicStampedReference.compareAndSet(
                            2022, 
                            2020, 
                            atomicStampedReference.getStamp(), 
                            atomicStampedReference.getStamp() + 1)); 
                    System.out.println("a3=>"
                                 +atomicStampedReference.getStamp()); 
                },"a").start(); 
            // 乐观锁的原理相同! 
            new Thread(()->{
                // 获得版本号 
                int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); 
                System.out.println("b1=>"+stamp); 
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2); 
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace(); 
                }
                System.out.println(
                    atomicStampedReference.compareAndSet(
                                    2020, 6666, stamp, stamp + 1)); 
                System.out.println("b2=>"
                +atomicStampedReference.getStamp()); 
            },"b").start();
        } 
}

结果如图:
在这里插入图片描述
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;

下面是阿里巴巴开发手册的规范点:
在这里插入图片描述

21、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)

public ReentrantLock() {
    sync = new NonfairSync(); 
}
public ReentrantLock(boolean fair) {
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync(); 
}

2、可重入锁

可重入锁(递归锁)
在这里插入图片描述

Synchronized 版

package com.haust.lock;
// 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(sms锁 里面的call锁)
    }
    public synchronized void call(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                                                           + "call");
    }
}

Lock 版

package com.haust.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
        // 两个lock() 就需要两次解锁
        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
在这里插入图片描述
我们来自定义一个锁测试:

package com.haust.lock;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
/**
 * 自旋锁
 */
public class SpinlockDemo {
    // int   0
    // Thread  null
    // 原子引用
    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);// 解锁
    }
}

测试

package com.haust.lock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
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();// 定义锁
        new Thread(()-> {
            lock.myLock();// 加锁
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.myUnLock();// 解锁
            }
        },"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();
    }
}

结果如图:

在这里插入图片描述

4、死锁

在这里插入图片描述

当然死锁的产生必要条件的:

  • 1.互斥条件:进程对于所分配到的资源具有排它性,即一个资源只能被一个进程占用,直到被该进程释放
  • 2.请求和保持条件:即当资源请求者在请求其他的资源的同时保持对原有资源的占有。
  • 3.不剥夺条件:任何一个资源在没被该进程释放之前,任何其他进程都无法对他剥夺占用
  • 4.循环等待条件:当发生死锁时,所等待的进程必定会形成一个环路(类似于死循环)P1占有P2的资源,P2占有P3的资源,P3占有P1的资源,造成永久阻塞。

当上述四个条件都成立的时候,便形成死锁。当然,死锁的情况下如果打破上述任何一个条件,便可让死锁消失。

package com.sxy.thread;

/**
* 线程Thread1率先占有了resource1, 继续运行时需要resource2, 但此时resource2却被线程Thread2占有了,
* 因此只能等待Thread2释放resource2才能够继续运行; 同时,Thread2也需要resource1,
* 它只能等待Thread1释放resource1才能够继续运行, 因此,Thread1和Thread2都处于等待状态,
* 谁也无法继续运行,即产生了死锁。
*
*/
public class DeadLock {

public static void main(String[] args) {
dead_lock();
}

private static void dead_lock() {
// 两个资源
final Object resource1 = "resource1";
final Object resource2 = "resource2";
// 第一个线程,想先占有resource1,再尝试着占有resource2
Thread t1 = new Thread() {
public void run() {
// 尝试占有resource1
synchronized (resource1) {
// 成功占有resource1
System.out.println("Thread1 1:locked resource1");
// 休眠一段时间
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 尝试占有resource2,如果不能占有,该线程会一直等到
synchronized (resource2) {
System.out.println("Thread1 1:locked resource2");
}
}
}
};
// 第二个线程,想先占有resource2,再占有resource1
Thread t2 = new Thread() {
public void run() {
// 尝试占有resource2
synchronized (resource2) {
// 成功占有resource2
System.out.println("Thread 2 :locked resource2");
// 休眠一段时间
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 尝试占有resource1,如果不能占有,该线程会一直等到
synchronized (resource1) {
System.out.println("Thread1 2:locked resource1");
}
}
}
};
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}

IDEA 检测死锁

1.用jsp -l定位进程号
在这里插入图片描述

2.使用jstack进程号找到死锁问题:控制台输入 jstack 进程号 这里进程号是11444打印信息
在这里插入图片描述

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