【狂神】多线程（含内部类、Lambda）

整体参考

一、线程

1、多任务：

现实中太多这样同时做多件事情的例子了，看起来是多个任务都在做，其实本质上我们的大脑在同一时间依旧只做了一件事情。

2、多线程：

原来是一条路，慢慢因为车太多了，道路阻塞，效率极低。为了提高使用的效率，能够充分利用道路，于是加了多个车道。

在这里插入图片描述

3、程序、进程、线程

进程（process）：在操作系统中运行的程序就是进程，比如QQ，播放器，游戏，IDE等

一个进程（Thread）可以有多个线程，如视频中有多个线程分别控制声音、图像、字幕等

4、Process与Thread

说起进程，就不得不说下程序。程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。

而进程则是执行程序的依次执行过程，它是一个动态的概念。是系统资源分配的单位。

通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义。线程是CPU调度和执行的单位。

程序是静态的，程序跑起来变成进程，进程里分为若干个线程，真正执行的是线程，进程知识系统资源分配的单位。

main是主线程。

注意：
很多多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个cpu，即多核，如服务器。如果是模拟出来的多线程，即在一个cpu的情况下，在同一个时间点，cpu只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错局。

5、核心概念

线程就是独立的执行路径
在程序运行时,即使没有自己创建线程,后台也会有多个线程,比如主线程,GC线程
main()称之为主线程,为系统的入口,用于执行整个程序
在一个进程中,如果开辟了多个线程,线程的运行是由调度器（cpu）安排调度的,调度器是与操作系统紧密相关的,先后顺序是不能人为干预的.
对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制。
线程会带来额外的开销,如CPU调度时间,并发控制开销
每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

二、线程实现（重点）

2.1 线程创建

有以下三种方式Thread, Runnable, Callable

在这里插入图片描述

Thread实际就是实现了Runnable接口

1、继承Thread类

步骤：

自定义一个线程类继承Thread类；

重写run()方法，编写线程执行体；

创建线程对象，调用start()方法启动线程。

具体代码如下：

//创建线程方式一:继承Thread类，重写run()方法，调用start开始线程

//总结；注意，线程开启不一定执行，由CPU调度执行
public class TestThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        //run()方法线程体
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代码---"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程，主线程
        //创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
        //调用start方法开启线程
        testThread1.start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }
}

调用start()那里不能写run()方法，因为如果是run()方法，程序执行的时候就是，先执行“我在看代码……”，执行完之后才执行main()方法中的“我在学习多线程……”，并不是想要的同步执行的多线程。

注意：线程开启不一定执行，由CPU调度执行

案例：下载图片

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

//练习Thread，实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread{
    private String url; //网络图片地址
    private String name; //保存的文件名

    public TestThread2(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片线程的集合体
    public void run(){
        WebDownLoader webDownLoader = new WebDownLoader();
        webDownLoader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载的文件名："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://www.cup.edu.cn/images/2022-10/4d0ba385fbe44ed69c3f44ccb4b81b23.jpg", "1.jpg");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://www.cup.edu.cn/news/images/2022-10/a0923c114feb4770bef9627d1e698f0a.jpg","2.jpg");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("https://www.cup.edu.cn/images/2021-10/bcde29aad64842ac82fc8abcc32077b2.jpg","3.jpg");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

//下载器
class WebDownLoader{
    //下载方法
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
        }
    }
}

以上代码执行出来的结果并不是先下载t1，然后t2，最后t3，而是随机下载。

2、实现Runnable接口

推荐使用Runnable对象，因为Java单继承的局限性

自定义一个线程类MyRunnable实现Runnable接口

实现run()方法，编写线程执行体

创建线程对象，调用start()方法启动线程

//创建线程方式2：实现Runnable接口，重写run方法，执行线程需要丢入runnable接口实现类，调用start方法
public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代码---"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //①创建Runnable接口的实现类对象
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();

        //②创建线程对象，通过线程对象来开始我们的线程，代理
//        Thread thread = new Thread(testThread3);
//        thread.start();

        new Thread(testThread3).start();
        
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }
}

案例：使用实现Runnable接口的方式下载图片

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

//练习Thread，实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 implements Runnable{
    private String url; //网络图片地址
    private String name; //保存的文件名

    public TestThread2(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片线程的集合体
    public void run(){
        WebDownLoader webDownLoader = new WebDownLoader();
        webDownLoader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载的文件名："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://www.cup.edu.cn/images/2022-10/4d0ba385fbe44ed69c3f44ccb4b81b23.jpg", "1.jpg");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://www.cup.edu.cn/news/images/2022-10/a0923c114feb4770bef9627d1e698f0a.jpg","2.jpg");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("https://www.cup.edu.cn/images/2021-10/bcde29aad64842ac82fc8abcc32077b2.jpg","3.jpg");
        new Thread(t1).start();
        new Thread(t2).start();
        new Thread(t3).start();
    }
}

//下载器
class WebDownLoader{
    //下载方法
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
        }
    }
}

Thread和Runnable对比：

继承Thread类
- 子类继承THread类具备多线程能力
- 启动线程：子类对象.start();
- 不建议使用：避免OOP单继承局限性
实现Runnable接口
- 实现接口Runnable具有多线程能力
- 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
- 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

案例：火车票

public class TestThread4 implements Runnable {
    private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (ticketNums <= 0) {
                break;
            }
            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->拿到了第" + ticketNums-- + "票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket = new TestThread4();
        new Thread(ticket, "小明").start();
        new Thread(ticket, "老师").start();
        new Thread(ticket, "黄牛党").start();
    }
}

在这里插入图片描述

两个人同时拿到第五张票，这是不对的。

出现问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱，出现并发问题。

案例：龟兔赛跑

在这里插入图片描述

//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable{
    //胜利者
    private static String winner;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 101; i++) {
            //模拟兔子休息
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            //如果比赛结束了，就停止程序
            if (flag){
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
        }
    }

    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
        //判断是否有胜利者
        if (winner!=null){//已经存在胜利者
            return true;
        }

        if (steps>100){
            winner = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println("winner is "+winner);
            return true;
        }

        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();
        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }

}

3、实现Callable接口（了解）

步骤：

实现Callable接口，需要返回值类型；

重写call方法，需要抛出异常；

创建目标对象；

创建执行服务：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);

提交执行：Future result1 = ser.submit(t1);

获取结果：boolean r1 = result1.get()

关闭服务：ser.shutdownNow();

callable的好处：

可以定义返回值，可以抛出异常

2.2 静态代理

在这里插入图片描述

具体代码实现：

/**
 * 静态代理:结婚案例
 */
public class Demo7_StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
        weddingCompany.happyMarry();
    }
}





//结婚接口
interface Marry {
    void happyMarry();
}

//真实角色:你去结婚
class You implements Marry {
    @Override
    public void happyMarry() {
        System.out.println("dd要结婚了,超开心");
    }
}

//代理角色:帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry {
    private Marry target;//代理-->真实目标角色角色,帮谁结婚

    public WeddingCompany(Marry target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void happyMarry() {
        before();
        this.target.happyMarry();
        after();
    }

    private void after() {
       System.out.println("结婚之后,收尾款");
    }

    private void before() {
       System.out.println("结婚之前,布置现场");
    }
}


//
结婚之前,布置现场
dd要结婚了,超开心
结婚之后,收尾款

静态代理模式总结：

真实对象和代理对象都要实现同一个接口；

代理对象要代理真实角色。

好处：

代理对象可以做很多真实对象做不了的事情；

真实对象专注做自己的事情。

2.3 Lambda表达式

避免匿名内部类定义过多
其实质属于函数式编程的概念
去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心逻辑

(params)-> expression[表达式]

(params) -> statement[语句]

[(params)-> {statements}

a -> System.out.println("i like lamda-->"+a)

new Thread (()->System.out.println(“多线程学习。。。。”)).start();

理解Functional Interface (函数式接口) 是学习Java8 lamda表达式的关键.

函数式接口：任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口

public interface Runnable{
    public abstract void run();
}

对于函数式接口，我们可以通过Lamda表达式来创建该接口的对象.

public class Demo12_Lamda3 {
    public static void main(String[] args) {
        //5.匿名内部类,没有类的名称,必须借助接口或者父类
        ILike like = new ILike () {
            @Override
            public void lamda() {
                System.out.println("I like lamda3");
            }
        };
        like.lamda();
    }
}


interface ILike{
    void lambda();
}

简化之后：

public class Demo12_Lamda3 {
    public static void main(String[] args) {
        //6.Lambda简化
        ILike like = () -> {
                System.out.println("I like lamda3");
        };
        like.lamda();
    }
}


interface ILike{
    void lambda();
}

案例2：

public class Demo14_LamdaCase2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.lamda
        ILove love = (int a) -> {
            System.out.println("I love you -->" + a);
        };
        // 2.lamda简化1.0
        love = (a) -> {
            System.out.println("I love you -->" + a);
        };
        // 3.lamda简化2.0
        love = a -> {
            System.out.println("I love you -->" + a);
        };
        // 3.lamda简化3.0
        love = a -> System.out.println("I love you -->" + a);

        /**总结:
         * {}简略的条件是只能有一行代码,多行{}就不能简略了
         * 前提是接口为函数式接口(只能有一个方法)
         * 多个参数也可以去掉参数类型,要去掉就都去掉,必须加上()
         */

        love.love(520);
    }
}

interface ILove {
    void love(int a);
}

总结:

{}简略的条件是只能有一行代码,多行{}就不能简略了
前提是接口为函数式接口(只能有一个方法)
多个参数也可以去掉参数类型,要去掉就都去掉,不去掉就必须加上()

三、线程状态

3.1 五种状态

在这里插入图片描述

详细过程：

在这里插入图片描述

3.2 线程方法

在这里插入图片描述

@Deprecated是官方已经不推荐使用了

1、停止线程

1.建议线程正常停止—>利用次数，不建议死循环
2.建议使用一个标志位进行终止变量—>设置一个标志位（当flag=false，则终止线程运行）
3.不要使用stop或destory等过时或者jdk不建议使用的方法【已废弃】

具体代码如下：

//测试stop
//1.建议线程正常停止--->利用次数，不建议死循环
//2.建议使用标志位--->设置一个标志位
//3.不要使用stop或destory等过时或者jdk不建议使用的方法
public class TestStop implements Runnable{
    //1.设置一个标志位
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (flag){
            System.out.println("run......Thread"+i++);
        }
    }

    //2.设置一个公开的方法停止线程，转换标志位

    public void stop(){
        flag = false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestStop testStop = new TestStop();
        new Thread(testStop).start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main "+i);
            if (i==900){
                //调用stop方法切换标志位，让线程停止
                testStop.stop();
                System.out.println("线程停止了");
            }
        }
    }
}

2、线程休眠 sleep()

sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒数；
sleep存在异常InterruptedException;
sleep时间达到后线程进入就绪状态；
sleep可以模拟网络延时，倒计时等；
每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁。

1000ms = 1s

模拟网络延时：放大问题的发生性

案例一：模拟倒计时

package com.lxy.state;

//模拟倒计时
public class TestSleep2 {
    public static void main(String[] args)  {
        try {
            tenDown();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //模拟倒计时
    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;
        while (true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num<=0){
                break;
            }
        }
    }
}

案例二：按秒打印当前时间

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class TestSleep3 {
    public static void main(String[] args) {
        //打印当前系统时间
        Date starttime = new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前时间

        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(starttime));
                starttime = new Date(System.currentTimeMillis());//更新当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

3、线程礼让 yield()

礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞
将线程从运行状态转为就绪状态
让cpu重新调度，礼让不一忘成功！看CPU心情

具体代码如下：

//测试礼让线程
//礼让不一定成功，看CPU心情
public class TestYield {
    public static void main(String[] args) {
        MyYield myYield = new MyYield();
        new Thread(myYield,"a").start();
        new Thread(myYield,"b").start();
    }
}

class MyYield implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始执行");
        Thread.yield();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
    }
}


//以下这种输出结果就是礼让成功了
a线程开始执行
b线程开始执行
a线程停止执行
b线程停止执行

4、线程插队

join合并线程，待此线程执行完成后，再执行其他线程，其他线程阻塞
可以想象成插队

具体代码为：

package com.lxy.state;

public class TestJoin implements  Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("线程vip来了"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //启动我们的线程
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);
        thread.start();

        //主线程
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            if (i==20){
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("main "+i);
        }
    }
}

在这里插入图片描述

3.3 线程状态观测

在这里插入图片描述

具体观测代码如下：

package com.lxy.state;

public class TestState {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("/");
        });


        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);//NEW

        //观察启动后
        thread.start();//启动线程
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);//Run

        while (state!= Thread.State.TERMINATED){//只要线程不停止，就一直输出
            Thread.sleep(100);
            state = thread.getState();//更新线程状态
            System.out.println(state);//输出状态

        }
    }
}

3.4 线程优先级 priority

在这里插入图片描述

具体代码如下：

public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());
        MyPriority myPriority = new MyPriority();
        Thread t1 = new Thread(myPriority);
        Thread t2 = new Thread(myPriority);
        Thread t3 = new Thread(myPriority);
        Thread t4 = new Thread(myPriority);

        t1.start();

        t2.setPriority(1);
        t2.start();

        t3.setPriority(4);
        t3.start();

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        t4.start();
    }
}

class MyPriority implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

注意：

优先级低只是意味着获得调度的概率低，并不是优先级低就不会被调用了，这都是看CPU的调度；

优先级的设定建议在start()调度之前。

3.5 守护线程 daemon

线程分为用户线程和守护线程
虚拟机必须确保用户线程执行完毕
虚拟机不用等待守护线程执行完毕
如：后台记录操作日志，监控日志，垃圾回收等待……

具体实现如下：

package com.lxy.state;

//测试守护线程
//上帝守护你
public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        You you = new You();

        Thread thread = new Thread(god);
        thread.setDaemon(true);//默认是false表示用户线程，正常线程都是用户线程

        thread.start();//上帝守护线程启动

        new Thread(you).start();//你  用户线程启动...
    }
}


//上帝

class God implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝保佑着");
        }
    }
}

//你
class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 36500; i++) {
            System.out.println("你一生都开心的活着");
        }
    }
}

四、线程同步（重点）

4.1 介绍

多个线程操作同一个资源

并发：同一个对象被多个线程同时操作

处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象这时候我们就需要线程同步。线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用

实现同步需要队列和锁

线程同步

在这里插入图片描述

在这里举三个例子来展示线程的三大不安全

案例一：三个人抢10张票

案例二：两个人取钱

案例三：创建10000条线程

4.2 同步方法

在这里插入图片描述

具体实现如下（对买票机制进行修改）：

package com.lxy.syn;

//不安全的买票
//线程不安全，有负数
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();
        new Thread(station,"小明").start();
        new Thread(station,"小红").start();
        new Thread(station,"黄牛党").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketsNums = 10;
    boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag){
            buy();
        }
    }

    //synchronized同步的方法，锁的是this
    public synchronized void buy()  {
        //判断是否有票
        if (ticketsNums<=0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketsNums--);
    }
}

在这里插入图片描述

如果这个方法中有两块代码，A代码只读，B代码才是修改（修改的才需要加锁），如果全锁就会浪费资源。

所以需要同步块，也就是只锁需要锁的那部分。

4.3 同步块

在这里插入图片描述

具体实现如下（对取钱机制进行修改）：

锁的是accout

package com.lxy.syn;

import java.applet.Applet;

//不安全的取钱
//两个人去银行取钱，账户
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(100,"结婚基金");
        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account, 100, "girlFriend");

        you.start();
        girlFriend.start();
    }
}

//账户

class Account{
    int money;
    String name;

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;
    public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    //取钱

    @Override
    public void run() {
        synchronized (account){
            //判断有没有钱
            if (account.money-drawingMoney<0){
                System.out.println(this.getName()+"钱不够，去不了");
                return;
            }
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }


            //卡内余额 = 余额 - 你取的钱
            account.money = account.money - drawingMoney;
            //你手里剩的钱
            nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

            System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
            //Thread.currentThread().getName() = this.getName();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"手里的钱"+nowMoney);
        }

    }
}

锁的对象就是变量的量，需要增删改的对象

具体实现如下（对创建10000条线程进行修改）：

锁的是list

package com.lxy.syn;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//不安全的线程
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {

        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

JUC安全集合类型扩充（CopyOnWriteArrayList）

本身就是安全的，和上面的效果一样

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

//JUC安全类型集合
public class TestJUC {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(list.size());
    }
}

4.4 死锁

多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”时，就可能会发生“死锁”的问题。

具体实现如下：

package demo;

//死锁，多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        MakeUp g1 = new MakeUp(0, "灰姑凉");
        MakeUp g2 = new MakeUp(1, "白雪公主");
        g1.start();
        g2.start();

    }
}


//口红
class Lipstick {

}

//镜子
class Mirror {

}

class MakeUp extends Thread {
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();

    static Mirror mirrror = new Mirror();
    int choice;//选择
    String girlName;//选择化妆品的人

    MakeUp(int choice, String girlName) {
        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }

    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    //化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice == 0) {
            synchronized (lipstick) {//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (mirrror) {   //一秒钟后想获得镜子
                    System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                }
            }
        } else {
            synchronized (mirrror) {    //获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (lipstick) {   //一秒钟后想获得口红
                    System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                }
            }
        }
    }
}

//
灰姑凉获得口红的锁
白雪公主获得镜子的锁
    (然后陷入僵持...)

如何解决这个问题呢，上面的情况是两人各握着两个锁，所以解决方案是，把另一个想要的锁放在外面

private void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice == 0) {
            synchronized (lipstick) {//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
                
            }
            synchronized (mirrror) {   //一秒钟后想获得镜子
                    System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                }
        } else {
            synchronized (mirrror) {    //获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(1000);
                
            }
            synchronized (lipstick) {   //一秒钟后想获得口红
                    System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                }
        }
    }

//
白雪公主获得镜子的锁
灰姑凉获得口红的锁
白雪公主获得口红的锁
灰姑凉获得镜子的锁

产生死锁的四个必要条件：

在这里插入图片描述

4.5 Lock锁

在这里插入图片描述

ReentrantLock可重入锁

Lock锁的书写格式：

class A{
    private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock();
    public void m(){
        lock.lock();
        try{
            //保证线程安全的代码；
        } finally {
            lock.unlock();
            //如果同步代码有异常，要将unlock()写入finally语句块
        }
        
    }
}

具体实现为：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

//测试Lock锁
public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        Lock testLock = new Lock();
        new Thread(testLock).start();
        new Thread(testLock).start();
        new Thread(testLock).start();
    }
}

class Lock implements Runnable {
    int tickerNums = 10;
    //定义Lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //加锁
            try {
                lock.lock();
                if (tickerNums <= 0) {
                    break;
                }
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(tickerNums--);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                //解锁
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

4.6 synchroized与lock对比

两种锁的对比：

在这里插入图片描述

五、线程通信问题

5.1 线程通信方法

典型的就是生产者和消费者问题

在这里插入图片描述

两者之间除了有需要锁的内容，还要互相依赖，相互传递消息，所以用之前的synchronized是不能实现的

在这里插入图片描述

java提供了2个方法用于解决线程之间的通信问题

在这里插入图片描述

那么如何解决线程之间的通信问题呢？

5.2 线程通信问题解决方式

解决方式1：管程法

在这里插入图片描述

package com.lxy.senior;

/**
 * 测试:生产者消费者模型-->利用缓冲区解决:管程法
 */
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer synContainer = new SynContainer();
        new Producer(synContainer).start();
        new Consumer(synContainer).start();
    }
}

//生产者
class Producer extends Thread {
    //容缓冲区
    SynContainer container;
    public Producer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Product(i));
            System.out.println("生产了" + i + "件产品");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread {
    //容缓冲区
    SynContainer container;

    public Consumer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了-->" + container.pop().id + "件产品");
        }
    }
}

//产品
class Product {
    int id;//产品编号

    public Product(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer {
    //需要一个容器大小
    Product[] products = new Product[10];
    //容器计数器
    int count = 0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Product product) {
        //如果容器满了,需要等待消费者消费
        /*如果是if的话，假如消费者1消费了最后一个，这是index变成0此时释放锁被消费者2拿到而不是生产者拿到，
        这时消费者的wait是在if里所以它就直接去消费index-1下标越界，如果是while就会再去判断一下index得值是不是变成0了*/
        while (count == products.length) {
            //通知消费者消费,等待生产
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果没有满,需要丢入产品
        products[count] = product;
        count++;
        //通知消费者消费
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized Product pop() {
        //判断是否能消费
        while (count <= 0) {
            //等待生产者生产
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费
        count--;
        Product product = products[count];
        //吃完了 通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return product;
    }
}

解决方式2：信号灯法

通过标志位标识，具体实现如下：

package demo;

public class TestPc2 {

    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Actor(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }

}

//生产者-->演员
class Actor extends Thread {
    TV tv;

    public Actor(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                this.tv.play("movies1 plays");
            } else {
                this.tv.play("movies2 plays");
            }
        }
    }
}

//消费者-->观众
class Watcher extends Thread {
    TV tv;

    public Watcher(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            tv.watch();
        }
    }
}

//产品-->节目
class TV {
    //演员表演的时候，观众等待 True
    //观众观看的时候，演员等待 False
    String voice;  //表演的节目
    boolean flag = true;

    //表演
    public synchronized void play(String voice) {
        if (!flag) {    //这里利用标志位显示公用资源的有无
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演了：" + voice);
        //通知观众观看
        this.notifyAll();  //通知唤醒
        this.voice = voice;
        this.flag = !this.flag;
    }

    //观看
    public synchronized void watch() {
        if (flag) {    //这里利用标志位显示公用资源的有无
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观众观看了：" + voice);
        //通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag = !this.flag;
    }
}

六、线程高级主题

线程池

在这里插入图片描述

package com.lxy.senior;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

//测试线程池
public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建服务,擦行间线程池
        // newFixedThreadPool(线程池大小)
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //执行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        //关闭连接
        service.shutdown();
    }
}

class MyThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

内部类：

内部类就是在一个类的内部定义一个类，比如，A类中定义一个B类，那么B类相对于A类来说就成为内部类，而A类相对于B类来说就是外部类

成员内部类

静态内部类

局部内部类

匿名内部类

1、成员内部类：可以操作外部类的私有属性及方法

package demo;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Outer outer = new Outer();

        //通过这个外部类来实例化年内部类
        Outer.Inner inner = outer.new Inner();
        inner.in();
        inner.getID();
    }
}







package demo;

public class Outer {
    private int id = 10;
    public void out(){
        System.out.println("这是外部类的方法！");
    }

    public class Inner{
        public void in(){
            System.out.println("这是内部类的方法！");
        }

        //获得外部类的私有属性
        public void getID(){
            System.out.println(id);
        }
    }


}




//
这是内部类的方法！
10

2、静态内部类：static修饰，不能访问外部类私有属性

在这里插入图片描述

这里报错的原因是，static先加载，加载的时候id还没生成，所以访问不到

3、局部内部类：外部类的方法里定义的类

public class Outer{
    
    public void method(){
        //局部内部类Inner
        class Inner{
            public void in(){
                
            }
        }
    }
}

4、匿名内部类：没有名字初始化类

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        //没有名字初始化类，不用将实例保存在变量中
        new Apple().eat();
        
        UserService userservice = new UserService(){
            @Override
            public void hello(){}
        };
    }
}



class Apple{
    public void eat(){
        System.out.println("1");
    }
}

interface UserService{
    void hello();
}