day18-多线程&线程同步&死锁

深藏阁楼爱情的钟 2023-09-29 18:29 119阅读 0赞

## day18\_JAVAOOP ##

## 课程目标 ##

1. 【了解】什么是并发与并行
    2. 【理解】什么是线程与进程
    3. 【掌握】多线程的创建
    4. 【理解】Thread与Runnable之间的区别
    5. 【熟悉】Thread类中的方法
    6. 【理解】线程的状态
    7. 【掌握】线程安全的解决方法
    8. 【理解】什么是死锁

## 多线程概述 ##

### 并发与并行 ###

*  ##### 什么是并发 #####
    
    > 指两个或多个事件在**同一个时间段内**发生。
    > 
    > 看似是同时发生，实际两件事情快速交替执行
 *  ##### 什么是并行 #####
    
    > 指两个或多个事件在**同一时刻**发生（同时发生）。

在操作系统中，安装了多个程序，并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行，这在单 CPU 系统中，每一时刻只能有一道程序执行，即微观上这些程序是分时的交替运行，只不过是给人的感觉是同时运行，那是因为分时交替运行的时间是非常短的。

而在多个 CPU 系统中，则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上（CPU），实现多任务并行执行，即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序，这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核 CPU，便是多核处理器，核 越多，并行处理的程序越多，能大大的提高电脑运行的效率。

*  ###### 注意事项 ######
    
    > 单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的，只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同理,线程也是一样的，从宏观角度上理解线程是并行运行的，但是从微观角度上分析却是串行运行的，即一个线程一个线程的去运行，当系统只有一个CPU时，线程会以某种顺序执行多个线程，我们把这种情况称之为线程调度。

### 线程与进程 ###

*  **进程**（计算机中正在运行的应用程序）
    
    > 概述：
    > 
    > 是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多个进程；进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。
    > 
    > 程序在运行时会加载至内存
    > 
    > 什么是进程?
    > 
    > 通过任务管理器我们就看到了进程的存在。
    > 
    > 而通过观察，我们发现只有运行的程序才会出现进程。
    > 
    > 进程：就是正在运行的程序。
    > 
    > 进程是系统进行资源分配和调用的独立单位。每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。
    > 
    > 多进程有什么意义呢?
    > 
    > 单进程的计算机只能做一件事情（如：cmd 窗口），而我们现在的计算机都可以做多件事情。
    > 
    > 举例：一边玩游戏(游戏进程)，一边听音乐(音乐进程)。
    > 
    > 也就是说现在的计算机都是支持多进程的，可以在一个时间段内执行多个任务。
    > 
    > 并且呢，可以提高CPU的使用率。
    > 
    > 问题：
    > 
    > 一边玩游戏，一边听音乐是同时进行的吗?
    > 
    > 不是。因为单CPU在某一个时间点上只能做一件事情。
    > 
    > 而我们在玩游戏，或者听音乐的时候，是CPU在做着程序间的高效切换让我们觉得是同时进行的。
 *  **线程**
    
    > 概述：
    > 
    > 线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。
    > 
    > 线程可以看作程序中的一条执行路径
    > 
    > 什么是线程呢?
    > 
    > 在同一个进程内又可以执行多个任务，而这每一个任务我就可以看出是一个线程。
    > 
    > 线程：是程序的执行单元，执行路径。是程序使用CPU的最基本单位。
    > 
    > 单线程：如果程序只有一条执行路径。
    > 
    > 多线程：如果程序有多条执行路径。
    > 
    > 线程是进程是最基本的执行单位
    > 
    > 多线程有什么意义呢?
    > 
    > 多线程的存在，不是提高程序的执行速度。其实是为了提高应用程序的使用率。
    > 
    > 程序的执行其实都是在抢CPU的资源，CPU的执行权。
    > 
    > 多个进程是在抢这个资源，而其中的某一个进程如果执行路径（线程）比较多，就会有更高的几率抢到CPU的 执行权。
    > 
    > 我们是不敢保证哪一个线程能够在哪个时刻抢到，所以线程的执行有随机性。
    
    简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程

**线程调度:**

*  ###### 分时调度 ######
    
    > 所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。
 *  ###### 抢占式调度 ######
    
    > 优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度。
    
     *  ###### 设置线程的优先级 ######
        
        \[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Rv0Es08F-1673357955413)(assets/设置线程优先级.bmp)\]

*  ###### 抢占式调度详解 ######
    
    大部分操作系统都支持多进程并发运行，现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如：现在我们上课一边使用编辑器，一边使用录屏软件，同时还开着画图板，dos窗口等软件。此时，这些程序是在同时运行，”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。
    
    实际上，CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言，某个时刻，只能执行一个线程，而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。  
    其实，多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。
    
    \[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FBkRDrRY-1673357955415)(assets/抢占式调度.bmp)\]

## 多线程创建 ##

> Java使用`java.lang.Thread`类代表**线程**，所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。每个线程的作用是完成一定的任务，实际上就是执行一段程序流即一段顺序执行的代码。Java使用线程执行体来代表这段程序流。

### 继承Thread类 ###

*  ###### 继承Thread类创建并启动多线程的步骤如下： ######
    
    1.  ###### 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。 ######
    2.  ###### 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象 ######
    3.  ###### 调用线程对象的start()方法来启动该线程 ######
 *  ###### 定义线程类 ######
    
        public class MyThread extends Thread {
              
        	/**
        	 * 重写run方法，完成该线程执行的逻辑
        	 */
        	@Override
        	public void run() {
              
        		for (int i = 0; i < 10; i++) {
              
        			System.out.println("HelloWolrd!"+i);
        		}
        	}
        }
 *  ###### 测试类 ######
    
        public class Demo01 {
              
            public static void main(String[] args) {
              
                // MyThread my = new MyThread();
                //这不是启动线程，相当于调了run()方法，只是普通调用
                // my.run();
                // my.run();
        
                //IllegalThreadStateException 非法的线程态态异常
                //为什么呢？ 因为你启动两次，并不是两个线程
                // my.start();
                // my.start();
        
                MyThread my = new MyThread();
                MyThread my2 = new MyThread();
                my.start();
                my2.start();
            }
        }

### 获取名字和设置名字 ###

public class MyThread extends Thread{
        
        @Override
        public void run() {
        
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
        
                System.out.println(getName()+" : "+i);
            }
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        
            MyThread my = new MyThread();
            MyThread my2 = new MyThread();
    
            my.setName("jack");
            my2.setName("rose");
    
            my.start();
            my2.start();
    
        }

### 实现Runnable接口 ###

> 采用 java.lang.Runnable 也是非常常见的一种，我们只需要重写run方法即可。

*  ###### 实现Runnable接口创建并启动多线程的步骤如下： ######
    
    1.定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
    
    2.创建Runnable实现类的实例，并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。
    
    3.调用线程对象的start()方法来启动线程。
 *  ###### Runnable接口 ######
    
        public class MyRunnable implements Runnable {
              
            @Override
            public void run() {
              
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
              
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" : "+i);
                }
            }
        }
 *  ###### 测试类 ######
    
        public static void main(String[] args) {
              
                MyRunnable my = new MyRunnable();
                //起名字方式1
                // Thread t1 = new Thread(my,"jack");
                // Thread t2 = new Thread(my,"rose");
        
                Thread t1 = new Thread(my);
                Thread t2 = new Thread(my);
        
                //起名字方式2
                t1.setName("jack");
                t2.setName("rose");
        
                //启动线程
                t1.start();
                t2.start();
            }
    
    通过实现Runnable接口，使得该类有了多线程类的特征。run()方法是多线程程序的一个执行目标。所有的多线程
    
    代码都在run方法里面。Thread类实际上也是实现了Runnable接口的类。
    
    在启动的多线程的时候，需要先通过Thread类的构造方法Thread(Runnabletarget)构造出对象，然后调用Thread
    
    对象的start()方法来运行多线程代码。
    
    实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。因此，不管是继承Thread类还是实现
    
    Runnable接口来实现多线程，最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的，熟悉Thread类的API是进行多线程
    
    编程的基础。

### Thread和Runnable的区别 ###

public class ThreadTest1 implements Runnable {
        
    
        private int num = 10;
    
        @Override
        public void run() {
        
            for (int i = 0; i <= 100; i++) {
        
                if (num > 0) {
        
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行结果：" + (num--));
                }
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            ThreadTest1 t1 = new ThreadTest1();
    
            Thread t01 = new Thread(t1, "线程1");
            Thread t02 = new Thread(t1, "线程2");
            Thread t03 = new Thread(t1, "线程3");
    
            t01.start();
            t02.start();
            t03.start();
        }
    }

public class ThreadTest2 extends Thread {
        
    
        private int num = 10;
    
        @Override
        public void run() {
        
    
            for(int i =0; i <=100; i++) {
        
                if(num >0) {
        
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行结果:"+(num--));
                }
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
    
            ThreadTest2 t01 = new ThreadTest2();
            ThreadTest2 t02 = new ThreadTest2();
            ThreadTest2 t03 = new ThreadTest2();
    
            t01.start();
            t02.start();
            t03.start();
        }
    }

> 如果一个类继承Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话，则很容易的实现资源共享。

*  ###### 实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势 ######
    
        从上面的运行结果可以看出，两者的区别。
        实现Runnable接口的，对于三个线程来说共享的是ThreadTest1对象的资源。
        继承Thread类，三个线程都是独立的运行，线程间不共享资源。
    
        所以可以总结出以下区别：
        
        1.Runnable接口的话，可以避免单继承的局限性，具有较强的健壮性。
        
        2.Runnable可以实现资源的共享，同时处理同一资源。
        
        3.Thread类的线程间都是独立运行的，资源不共享。
        
        4.继承Thread类不再被其他类继承（java不存在多继承）

### 线程状态 ###

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BI4hvYEn-1673357955417)(assets/image-20201203164459535.png)\]

## 线程调度 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法名</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>public static void sleep(long millis)</td> 
   <td>在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>public final void join()</td> 
   <td>等待该线程终止</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>public final void setDaemon(boolean on)</td> 
   <td>将该线程标记为守护线程或用户线程</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>public final void setPriority(int newPriority)</td> 
   <td>更改线程的优先级。默认为5， 最小级别：1 ，最大级别：10</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>public static void yield()</td> 
   <td>暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 设置线程优先级 ###

public class ThreadPriority extends  Thread {
        
    
        @Override
        public void run() {
        
            for (int i = 0; i <20 ; i++) {
        
                System.out.println(getName()+":"+i);
            }
        }
    }

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
    
            ThreadPriority t1 = new ThreadPriority();
            ThreadPriority t2 = new ThreadPriority();
            ThreadPriority t3 = new ThreadPriority();
    
            t1.setName("jack");
            t2.setName("rose");
            t3.setName("yiyan");
    
            // System.out.println(t1.getPriority());//5
            // System.out.println(t2.getPriority());//8
            // System.out.println(t3.getPriority());//5
    
            //参数(1-10)
            // t1.setPriority(0);//IllegalArgumentException 非法参数异常
            t1.setPriority(1);
            t2.setPriority(10);
            t3.setPriority(5);
            //设置优先级只是尽可以保证线程的优先级并不能完全保证，线程本身就是随机
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
        }
    }

### 线程休眠 ###

public static void sleep(long millis) 停顿一会再走

public class Threadsleep  extends  Thread{
        
    
        @Override
        public void run() {
        
            for (int i = 0; i <100 ; i++) {
        
                System.out.println(getName()+":　"+i+", 日期："+ new Date());
    
                //困了，我睡一会
                try {
        
                    Thread.sleep(10000000);
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        
    
            Threadsleep t1 = new Threadsleep();
            Threadsleep t2 = new Threadsleep();
            Threadsleep t3 = new Threadsleep();
    
            t1.setName("jack");
            t2.setName("rose");
            t3.setName("yanqi");
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
        }

### 线程的加入 ###

public final void join():等待该线程终止。

先把加入的这个线程走完（终止）然后其他的线程自已去抢

public class ThreadJoin extends  Thread{
        
        @Override
        public void run() {
        
    
            for (int i = 0; i < 100 ; i++) {
        
                System.out.println(getName()+": "+i);
            }
        }
    }

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
    
            ThreadJoin tj1 = new ThreadJoin();
            ThreadJoin tj2 = new ThreadJoin();
            ThreadJoin tj3 = new ThreadJoin();
    
            tj1.setName("jack");
            tj2.setName("rose");
            tj3.setName("yiyan");
    
            tj1.start();
            try {
        
                tj1.join();//加入线程，tj1走完之后，tj2,tj3才可以去抢
            } catch (InterruptedException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
    
            tj2.start();
            tj3.start();
        }
    }

### 线程礼让 ###

public static void yield():暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

让多个线程的执行更和谐，但是不能靠它保证一人一次。

public class ThreadYield  extends  Thread{
        
    
        @Override
        public void run() {
        
            for (int i = 0; i <10 ; i++) {
        
                System.out.println(getName()+": "+ i );
    
                //线程礼让
                Thread.yield();
    
            }
        }
    }

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ThreadYield ty1 = new ThreadYield();
            ThreadYield ty2 = new ThreadYield();
            ThreadYield ty3 = new ThreadYield();
    
            ty1.setName("jack");
            ty2.setName("rose");
    
            ty1.start();
            ty2.start();
        }
    }

### 线程守护 ###

public final void setDaemon(boolean on):将该线程标记为守护线程或用户线程。

当正在运行的线程都是守护线程时，Java 虚拟机退出。 该方法必须在启动线程前调用。

public class ThreadDaemon extends  Thread {
        
    
        @Override
        public void run() {
        
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
        
    
                System.out.println(getName()+":　"+i);
    
            }
        }
    }

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ThreadDaemon t1 = new ThreadDaemon();
            ThreadDaemon t2 = new ThreadDaemon();
    
            t1.setName("关习习");
            t2.setName("张飞");
    
            //设置守护线程，一定在启动之前调用
            t1.setDaemon(true);
            t2.setDaemon(true);
    
            t1.start();
            t2.start();
    
            Thread.currentThread().setName("刘备");
            for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
         //主线程，main方法，当前线程走到5的时候，t1,t2都会挂掉
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": "+i);
            }
    
        }
    }

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oAuEx0NK-1673357955418)(assets/image-20211109214738492.png)\]

### 线程停止 ###

\* public final void stop():让线程停止，过时了，但是还可以使用。

\* public void interrupt():中断线程。 把线程的状态终止，并抛出一个InterruptedException。

public class ThreadStop  extends  Thread{
        
    
        @Override
        public void run() {
        
    
            System.out.println("开始执行："+new Date());
    
            try {
        
                Thread.sleep(10000);//睡了10秒
            } catch (InterruptedException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
    
            System.out.println("结果执行："+new Date());
        }
    }

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
    
            ThreadStop t1 = new ThreadStop();
            t1.start();
    
            try {
        
                //如果你睡3秒还不睡醒，就干掉你
                Thread.sleep(3000);
                // t1.stop();//已过时，但可以用。如果后面还有代码就不没去运行
                t1.interrupt();//判断当前线程中断，不影响后面的执行
            } catch (InterruptedException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
    }

### 线程的生命周期 ###

新建 --- 就绪 ---  运行 --- 死亡 
    新建：创建线程对象
    就绪：有执行的资格，没有执行权
    运行：有执行的资格，有执行权
    阻塞：由于一些操作让线程处于该状态。没有资格，没有执行权而另一些操作却可以把它激活，激活后处于就绪状态
    死亡：线程对象变成垃圾，等回收

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XZzUMe8N-1673357955419)(assets/image-20211109214448224.png)\]

## 线程安全 ##

### 什么是线程安全 ###

如果有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。

多线程执行的结果和单线程运行的结果是一样的，就是线程安全的。

我们通过一个案例，演示线程的安全问题：

`电影院要卖票，我们模拟电影院的卖票过程。假设要播放的电影是 “葫芦娃大战奥特曼”，本次电影的座位共100个`

`(本场电影只能卖100张票)。`

我们来模拟电影院的售票窗口，实现多个窗口同时卖 “葫芦娃大战奥特曼”这场电影票(多个窗口一起卖这100张票)

需要窗口，采用线程对象来模拟；需要票，Runnable接口子类来模拟

### 卖票代码实现 ###

*  ##### 线程类 #####
    
        /*
            实现卖票案例
        */
        public class RunnableImpl implements Runnable{
              
            //定义一个多个线程共享的票源
            private  int ticket = 100;
        
            //设置线程任务:卖票
            @Override
            public void run() {
              
                //使用死循环,让卖票操作重复执行
                while(true){
              
                    //先判断票是否存在
                    if(ticket>0){
              
                        //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                        try {
              
                            Thread.sleep(10);
                        } catch (InterruptedException e) {
              
                            e.printStackTrace();
                        }
        
                        //票存在,卖票 ticket--
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                        ticket--;
                    }
                }
            }
        }
 *  ##### 测试类 #####
    
        /*
            模拟卖票案例
            创建3个线程,同时开启,对共享的票进行出售
         */
        public class Demo01Ticket {
              
            public static void main(String[] args) {
              
                //创建Runnable接口的实现类对象
                RunnableImpl run = new RunnableImpl();
                //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
                Thread t0 = new Thread(run,"窗口1");
                Thread t1 = new Thread(run,"窗口2");
                Thread t2 = new Thread(run,"窗口3");
                //调用start方法开启多线程
                t0.start();
                t1.start();
                t2.start();
            }
        }

### 卖票结果分析 ###

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zwUVWje0-1673357955420)(assets/image-20201203201812316.png)\]

*  ##### 发现程序出现了两个问题： #####
    
     *  ###### 相同的票数,比如1这张票被卖了两回。 ######
     *  ###### 不存在的票，比如-1票，是不存在的。 ######

这种问题，几个窗口(线程)票数不同步了，这种问题称为线程不安全。

> 线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写
> 
> 操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，
> 
> 否则的话就可能影响线程安全。

1、是否有共享资源      是
              2、是否有多条执行路径     是
              3、是否这多条执行路径操作共享资源   是
    
              满足以上3种条件，就会出现线程安全问题

### 线程同步 ###

当我们使用多个线程访问同一资源的时候，且多个线程中对资源有写的操作，就容易出现线程安全问题。

要解决上述多线程并发访问一个资源的安全性问题:也就是解决重复票与不存在票问题，Java中提供了同步机制

(**synchronized**)来解决。

> 窗口1线程进入操作的时候，窗口2和窗口3线程只能在外等着，窗口1操作结束，窗口1和窗口2和窗口3才有机会进入代码 去执行。也就是说在某个线程修改共享资源的时候，其他线程不能修改该资源，等待修改完毕同步之后，才能去抢夺CPU 资源，完成对应的操作，保证了数据的同步性，解决了线程不安全的现象。

为了保证每个线程都能正常执行原子操作,Java引入了线程同步机制。

*  ##### 实现同步的方式 #####
    
     *  ###### 同步代码块 ######
     *  ###### 同步方法 ######
     *  ###### Lock锁 ######

### 同步代码块 ###

> ###### `synchronized` 关键字可以用于方法中的某个区块中，表示只对这个区块的资源实行互斥访问。 ######

*  ##### 格式 #####
    
        synchronized(同步锁的对象){
               
        	需要同步操作的代码 
        }
 *  ##### 同步锁 #####
    
    > 对象的同步锁只是一个概念,可以想象为在对象上标记了一个锁
    
    注意
    
    > 在任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他的线程只能在外等着 (BLOCKED)。
    
     *  ###### `锁对象 可以是任意类型。` ######
     *  ###### `多个线程对象 要使用同一把锁。` ######
 *  ##### 代码演示 #####
    
    线程类
    
        public class RunnableImpl implements Runnable{
              
            //定义一个多个线程共享的票源
            private  int ticket = 100;
        
            //创建一个锁对象
            Object obj = new Object();
        
            //设置线程任务:卖票
            @Override
            public void run() {
              
                //使用死循环,让卖票操作重复执行
                while(true){
              
                   //同步代码块
                    synchronized (obj){
              
                        //先判断票是否存在
                        if(ticket>0){
              
                            //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                            try {
              
                                Thread.sleep(10);
                            } catch (InterruptedException e) {
              
                                e.printStackTrace();
                            }
        
                            //票存在,卖票 ticket--
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                            ticket--;
                        }
                    }
                }
            }
        }
    
    测试类
    
        public class Demo01Ticket {
              
            public static void main(String[] args) {
              
                //创建Runnable接口的实现类对象
                RunnableImpl run = new RunnableImpl();
                //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
                Thread t0 = new Thread(run,"窗口1");
                Thread t1 = new Thread(run,"窗口2");
                Thread t2 = new Thread(run,"窗口3");
                //调用start方法开启多线程
                t0.start();
                t1.start();
                t2.start();
            }
        }
    
    > 当使用了同步代码块后，上述的线程的安全问题，解决了。

**同步的好处和弊端**

同步的好处:
       同步的出现解决了多线程的安全问题
       
    同步的弊端:
     	当线程相当多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率。

### 同步方法 ###

> 使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外 等着。

*  ##### 格式 #####
    
        public synchronized void method(){
              
            可能会产生线程安全问题的代码 
        }
 *  ##### 同步方法中的锁是谁? #####
    
     *  ###### 对于非static方法,同步锁就是this。 ######
     *  ###### 对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。 ######
     *  synchronized关键字加到static静态方法上是给Class类上锁，而synchronized关键字加到非static静态方法上是给对象上锁（一个是对象锁，另外一个是Class锁）
 *  ##### 代码演示 #####
    
        public class RunnableImpl implements Runnable{
              
            //定义一个多个线程共享的票源
            private static int ticket = 100;
        
        
            //设置线程任务:卖票
            @Override
            public void run() {
              
                System.out.println("this:"+this);//this:cn.yanqi.Synchronized.RunnableImpl@58ceff1
                //使用死循环,让卖票操作重复执行
                while(true){
              
                    payTicketStatic();
                }
            }
        
            /*
                静态的同步方法
                锁对象是谁?
                不能是this
                this是创建对象之后产生的,静态方法优先于对象
                静态方法的锁对象是本类的class属性-->class文件对象(反射)
             */
            public static /*synchronized*/ void payTicketStatic(){
              
                synchronized (RunnableImpl.class){
              
                    //先判断票是否存在
                    if(ticket>0){
              
                        //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                        try {
              
                            Thread.sleep(10);
                        } catch (InterruptedException e) {
              
                            e.printStackTrace();
                        }
        
                        //票存在,卖票 ticket--
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                        ticket--;
                    }
                }
            }
        
            /*
                定义一个同步方法
                同步方法也会把方法内部的代码锁住
                只让一个线程执行
                同步方法的锁对象是谁?
                就是实现类对象 new RunnableImpl()
                也是就是this
             */
            public /*synchronized*/ void payTicket(){
              
                synchronized (this){
              
                    //先判断票是否存在
                    if(ticket>0){
              
                        //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                        try {
              
                            Thread.sleep(10);
                        } catch (InterruptedException e) {
              
                            e.printStackTrace();
                        }
        
                        //票存在,卖票 ticket--
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                        ticket--;
                    }
                }
        
            }
        }

### Lock锁 ###

> ###### `java.util.concurrent.locks.Lock`机制提供了比`synchronized代码块`和`synchronized方法`更广泛的锁定操作, 同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有,除此之外更强大,更体现面向对象。 ######

*  ##### Lock接口提供的方法 #####
    
    <table> 
     <thead> 
      <tr> 
       <th>方法名</th> 
       <th>说明</th> 
      </tr> 
     </thead> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td>public void lock()</td> 
       <td>加同步锁。</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>public void unlock()</td> 
       <td>释放同步锁。</td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table>
    
    Lock锁就是明确的告诉你什么时候上锁什么时候释放锁
 *  ##### 代码演示 #####
    
        /*
            卖票案例出现了线程安全问题
            卖出了不存在的票和重复的票
        
            解决线程安全问题的三种方案:使用Lock锁
            java.util.concurrent.locks.Lock接口
            Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。
            Lock接口中的方法:
                void lock()  获取锁。
                void unlock()  释放锁。
            java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements Lock接口
        
        
            使用步骤:
                1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象
                2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁
                3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁
         */
        public class RunnableImpl implements Runnable{
              
            //定义一个多个线程共享的票源
            private  int ticket = 100;
        
            //1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象
            Lock l = new ReentrantLock();
        
            //设置线程任务:卖票
            @Override
            public void run() {
              
                //使用死循环,让卖票操作重复执行
                while(true){
              
                    //2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁
                    l.lock();
        
                    //先判断票是否存在
                    if(ticket>0){
              
                        //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠
                        try {
              
                            Thread.sleep(10);
                            //票存在,卖票 ticket--
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
                            ticket--;
                        } catch (InterruptedException e) {
              
                            e.printStackTrace();
                        }finally {
              
                            //3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁
                            l.unlock();//无论程序是否异常,都会把锁释放
                        }
                    }
                }
            }
        }

## 死锁 ##

### 什么是死锁 ###

> 当线程任务中出现了多个同步(多个锁)时，如果同步中嵌套了其他同步。这时会引发一种现象：程序出现无限等待，这种现象我们称为死锁
> 
> 简单理解:指两个线程或多个线程相互持有对方所需要的资源,导致线程都处于等待状态,无法往下执行,这就是死锁!

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ty7q4EEE-1673357955421)(assets/image-20210509230129475.png)\]

### 死锁代码实现 ###

*  ###### LockA类 ######

public class MyLock {
        
        //创建两个锁对象
        public static final Object objA = new Object();
        public static final Object objB = new Object();
    }

*  ###### DicLock类 ######

public class DicLock extends Thread {
        
    
        private boolean flag;
        public DicLock(boolean flag){
        
            this.flag = flag;
        }
    
        @Override
        public void run() {
        
            if(flag){
        
                synchronized (MyLock.objA){
        
                    System.out.println("if objA");
                    synchronized (MyLock.objB){
        
                        System.out.println("if objB");
                    }
                }
            }else{
        
                synchronized (MyLock.objB){
        
                    System.out.println("else objB");
                    synchronized (MyLock.objA){
        
                        System.out.println("if objA");
                    }
                }
    
            }
        }
    }

*  测试类

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
    
            DicLock d1 = new DicLock(true);
            d1.start();
    
            DicLock d2 = new DicLock(false);
            d2.start();
        }
    }

### 如何解决死锁 ###

> 死锁的出现主要是因为同步中嵌套同步了,我们只需要保证不让它们进行嵌套即可解决死锁的出现!

public class DicLock extends Thread {
        
    
        private boolean flag;
        public DicLock(boolean flag){
        
            this.flag = flag;
        }
    
        @Override
        public void run() {
        
            if(flag){
        
                synchronized (MyLock.objA){
        
                    System.out.println("if objA");
                    /*synchronized (MyLock.objB){
                        System.out.println("if objB");
                    }*/
                }
            }else{
        
                synchronized (MyLock.objB){
        
                    System.out.println("else objB");
                    /*synchronized (MyLock.objA){
                        System.out.println("if objA");
                    }*/
                }
    
            }
        }
    }

;  
synchronized (MyLock.objA)\{  
System.out.println(“if objA”);  
\}  
\}

}
    }

* 测试类
    
    ```java
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
    
            DicLock d1 = new DicLock(true);
            d1.start();
    
            DicLock d2 = new DicLock(false);
            d2.start();
        }
    }

### 如何解决死锁 ###

> 死锁的出现主要是因为同步中嵌套同步了,我们只需要保证不让它们进行嵌套即可解决死锁的出现!

public class DicLock extends Thread {
        
    
        private boolean flag;
        public DicLock(boolean flag){
        
            this.flag = flag;
        }
    
        @Override
        public void run() {
        
            if(flag){
        
                synchronized (MyLock.objA){
        
                    System.out.println("if objA");
                    /*synchronized (MyLock.objB){
                        System.out.println("if objB");
                    }*/
                }
            }else{
        
                synchronized (MyLock.objB){
        
                    System.out.println("else objB");
                    /*synchronized (MyLock.objA){
                        System.out.println("if objA");
                    }*/
                }
    
            }
        }
    }