多线程高频知识点—2023

Bertha 。 2024-03-17 19:15 30阅读 0赞

#### 多线程高频知识点—2023 ####

*   *  多线程的基本概念
     *  什么是线程/进程
     *  为什么在进程中还需要线程呢？
     *  同步与异步的区别
     *  程序计数器
     *  多线程的应用场景
     *  多线程的创建方式
     *  手写一个异步日志框架
     *  多线程线程安全问题

### 多线程的基本概念 ###

**什么是cpu**  
CPU的中文名称是中央处理器，是进行逻辑运算用的，主要由运算器、控制器、寄存器三部分组成，从字面意思看就是运算就是起着运算的作用，控制器就是负责发出cpu每条指令所需要的信息，寄存器就是保存运算或者指令的一些临时文件，这样可以保证更高的速度。  
也就是我们的线程运行在cpu之上。

### 什么是线程/进程 ###

进程是资源分配最小单位，线程是程序执行的最小单位。 计算机在执行程序时，会为程序创建相应的进程，进行资源分配时，是以进程为单位进行相应的分配。每个进程都有相应的线程，在执行程序时，实际上是执行相应的一系列线程。  
**总结：** 进程是资源分配最小单位，线程是程序执行的最小单位

**什么是进程：**  
1.cpu从硬盘中读取一段程序到内存中，该执行程序的实例就叫做进程  
2.一个程序如果被cpu多次被读取到内存中，则变成多个独立的进程  
**什么是线程：**  
线程是程序执行的最小单位，在一个进程中可以有多个不同的线程  
同时执行。

### 为什么在进程中还需要线程呢？ ###

同一个应用程序中（进程），更好并行处理。

**为什么需要使用到多线程**  
采用多线程的形式执行代码，目的就是为了提高程序的效率。  
目的就是为了提高程序开发的效率  
比如：现在一个项目只有一个程序员开发，需要开发功能模块会员模块、支付模块、订单模块。

**并行/串行区别**  
串行也就是单线程执行 代码执行效率非常低，代码从上向下执行；  
并行就是多个线程并行一起执行，效率比较高。

### 同步与异步的区别 ###

**同步概念：** 就是代码从上向下执行。  
**异步的概念：** 单独分支执行 相互之间没有任何影响。

**CPU调度时间片**  
1.单核的cpu上每次只能够执行一次线程，如果在单核的cpu上开启了多线程，则会发生对每个线程轮流执行 。  
2.Cpu每次单个计算的时间成为一个cpu时间片，实际只有几十毫秒人为感觉好像是  
在多线程。  
3.对于线程来说，存在等待cpu调度的时候 该线程的状态是为就绪状态，如果被cpu调度则该线程的状态为运行状态  
4.当cpu转让执行其他的线程时，则该线程有变为就绪状态。

如果在单核的cpu之上开启了多线程，底层执行并不是真正意义上的多线程。  
利用多核多线程性能。

**Cpu密集型/IO密集型**  
Cpu密集型：长时间占用cpu；例如： 视频剪辑  
IO密集型 ：cpu计算时间短 访问外接设备时间长  
Input/output

**CPU调度算法原理**  
1.先来先服务 缺点如果最先来执行的线程 是CPU密集型 这样话可能会一直,无法继续执行其他的线程。  
2.最短作业法 谁的计算时间短，谁先来执行。  
3.优先级调度算法 根据重要性将进程分成4个优先级  
优先级4 进程D负责画面----  
优先级3 进程B和进程C接受用户的指令 重要  
优先级2 后台处理器 次要  
优先级1

### 程序计数器 ###

程序计数器是用于存放下一条指令所在单元的地址的地方

**Cpu上下文切换**

### 多线程的应用场景 ###

**多线程的快速入门**  
1.客户端（移动App端/）开发；  
2.异步发送短信/发送邮件  
3.将执行比较耗时的代码改用多线程异步执行； 可以提高接口的响应速度  
4.异步写入日志 日志框架底层  
5.多线程下载

### 多线程的创建方式 ###

**1）继承Thread类创建线程  
2）实现Runnable接口创建线程  
3）使用匿名内部类的形式创建线程  
4）使用lambda表达式创建线程  
5）使用Callable和Future创建线程  
6）使用线程池例如用Executor框架  
7）spring @Async异步注解 结合线程池**

1）继承Thread类创建线程

public class ThreadDemo01 extends Thread {
        
        @Override
        public void run() {
        
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "<run>");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            // 创建一个线程
            ThreadDemo01 threadDemo01 = new ThreadDemo01();
            // 启动线程是start方法而不是run方法
            threadDemo01.start();
        }
    }

2）实现Runnable接口创建线程

public class ThreadDemo02 implements Runnable {
        
        public void run() {
        
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",我是子线程");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            new Thread(new ThreadDemo02()).start();
        }
    }

3）使用匿名内部类的形式创建线程

//         1.使用匿名内部类创建线程
            new Thread(new Runnable() {
        
                public void run() {
        
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",>我是子线程<");
                }
            }).start();

4）使用jdk8的新特性lambda 创建线程  
lambda表达式创建线程  
![在这里插入图片描述][44e48679056a4bf2a2f9842855181c6a.png]

new Thread(()->{
        
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",>我是子线程<");
    }).start();

5）使用Callable和Future创建线程

Callable和Future 线程可以获取到返回结果 底层基于LockSupport  
线程 异步执行 比较耗时间-

从Java 5开始，Java提供了Callable接口，该接口是Runnable接口的增强版，Callable接口提供了一个call()方法，可以看作是线程的执行体，但call()方法比run()方法更强大。  
call()方法可以有返回值。  
call()方法可以声明抛出异常。

public class ThreadCallable implements Callable<Integer> {
        
        public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        
            ThreadCallable threadCallable = new ThreadCallable();
            FutureTask<Integer> integerFutureTask = new FutureTask<>(threadCallable);
            new Thread(integerFutureTask).start();
            Integer result = integerFutureTask.get();
            System.out.println(result);
        }
    
        @Override
        public Integer call() throws Exception {
        
            // 默认代码执行非常耗时!!
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",执行计算操作");
            Thread.sleep(3000);
            return 1;
        }
    }

6)使用线程池例如用Executors框架  
复用机制  
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();  
executorService.execute(new Runnable() \{  
@Override  
public void run() \{  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “>我是子线程<”);  
\}  
\});

7)spring @Async异步注解  
@Async 底层基于aop+自定义注解实现

@Component
    @Slf4j
    public class OrderManage {
        
        @Async
        public void asyncLog() {
        
            try {
        
                Thread.sleep(3000);
                log.info("<2>");
            } catch (Exception e) {
        
    
            }
    
        }
    }
    
    /**
     * http://127.0.0.1:8080/addOrder
     *
     * @return
     */
    @RequestMapping("/addOrder")
    public String addOrder() {
        
        log.info("<1>");
        orderManage.asyncLog();
        log.info("<3>");
        return "3";
    }

**手写 @Async异步注解**

1.aop 拦截只要在我们的方法上有使用到@MayiktAsync 就单独的开启一个异步线程  
执行我们的目标方法。

**Aop**  
http请求  
环绕通知开始  
目标方法  
环绕通知结束

@Aspect
    @Component
    public class ExtMayiktThreadAop {
        
        @Around(value = "@annotation(com.mayikt.service.annotation.MayiktAsync)")
        public void around(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        
            try {
        
                // 正常需要结合到线程池
                new Thread(() -> {
        
                    try {
        
                        joinPoint.proceed();
                    } catch (Throwable throwable) {
        
                        throwable.printStackTrace();
                    }
                }, "mayikt线程").start();
    
            } catch (Throwable throwable) {
        
    
            }
    
        }
    }

@Target(ElementType.METHOD)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    public @interface MayiktAsync {
        
    }

@Component
    @Slf4j
    public class OrderManage {
        
        @MayiktAsync
        public void asyncLog() {
        
            try {
        
                Thread.sleep(3000);
                log.info("<2>");
            } catch (Exception e) {
        
    
            }
    
        }
    }

### 手写一个异步日志框架 ###

常用日志框架： Log4j，Log4j 2，Logback  
日志框架：ALL < TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL < OFF

**aop采集日志**

@Aspect
    @Component
    @Slf4j
    public class AopLog {
        
        private static final String START_TIME = "request-start";
        private SimpleDateFormat sdf4 = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日HH时mm分ss秒");
    
        /**
         * 切入点
         */
        @Pointcut("execution(public * com.mayikt.service.*Service.*(..))")
        public void log() {
        
        }
    
        /**
         * 前置操作
         *
         * @param point 切入点
         */
        @Before("log()")
        public void beforeLog(JoinPoint point) {
        
            ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
            HttpServletRequest request = Objects.requireNonNull(attributes).getRequest();
    
            LogManage.addLog("【请求 时间】：" + sdf4.format(new Date()));
            LogManage.addLog("【请求 URL】：" + request.getRequestURL());
            LogManage.addLog("【请求 IP】：" + request.getRemoteAddr());
            LogManage.addLog("【类名 Class】：" + point.getSignature().getDeclaringTypeName());
            LogManage.addLog("【方法名 Method】：" + point.getSignature().getName());
            LogManage.addLog("【请求参数 Args】：" +
                    JSON.toJSONString(point.getArgs())
            );
    //        log.info("【请求 时间】：{}", System.currentTimeMillis());
    //        log.info("【请求 URL】：{}", request.getRequestURL());
    //        log.info("【请求 IP】：{}", request.getRemoteAddr());
    //        log.info("【类名 Class】：{}，【方法名 Method】：{}", point.getSignature().getDeclaringTypeName(), point.getSignature().getName());
    //        log.info("【请求参数 Args】：{}，", point.getArgs());
        }
    
    }

@Component
    public class LogManage {
        
    
    
        private static BlockingDeque<String> blockingDeque = new LinkedBlockingDeque<>();
        private static final String filePath = "d:/log/mayikt.log";
    
        public LogManage() {
        
            new LogThread().start();
        }
    
        public static void addLog(String msg) {
        
            blockingDeque.add(msg);
        }
    
        class LogThread extends Thread {
        
            @Override
            public void run() {
        
                while (true) {
        
                    String log = blockingDeque.poll();
                    if (!StringUtils.isEmpty(log)) {
        
                        // 将该log写入到磁盘中
                        FileUtils.writeText(filePath, log, true);
                    }
                }
            }
        }
    }

public class FileUtils {
        
    
        /*判断文件是否存在*/
        public static boolean isExists(String filePath) {
        
            File file = new File(filePath);
            return file.exists();
        }
    
        /*判断是否是文件夹*/
        public static boolean isDir(String path) {
        
            File file = new File(path);
            if (file.exists()) {
        
                return file.isDirectory();
            } else {
        
                return false;
            }
        }
    
        /**
         * 文件或者目录重命名
         *
         * @param oldFilePath 旧文件路径
         * @param newName     新的文件名,可以是单个文件名和绝对路径
         * @return
         */
        public static boolean renameTo(String oldFilePath, String newName) {
        
            try {
        
                File oldFile = new File(oldFilePath);
                //若文件存在
                if (oldFile.exists()) {
        
                    //判断是全路径还是文件名
                    if (newName.indexOf("/") < 0 && newName.indexOf("\\") < 0) {
        
                        //单文件名，判断是windows还是Linux系统
                        String absolutePath = oldFile.getAbsolutePath();
                        if (newName.indexOf("/") > 0) {
        
                            //Linux系统
                            newName = absolutePath.substring(0, absolutePath.lastIndexOf("/") + 1) + newName;
                        } else {
        
                            newName = absolutePath.substring(0, absolutePath.lastIndexOf("\\") + 1) + newName;
                        }
                    }
                    File file = new File(newName);
                    //判断重命名后的文件是否存在
                    if (file.exists()) {
        
                        System.out.println("该文件已存在,不能重命名");
                    } else {
        
                        //不存在，重命名
                        return oldFile.renameTo(file);
                    }
                } else {
        
                    System.out.println("原该文件不存在,不能重命名");
                }
            } catch (Exception e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
            return false;
        }

/*文件拷贝操作*/
        public static void copy(String sourceFile, String targetFile) {
        
            File source = new File(sourceFile);
            File target = new File(targetFile);
            target.getParentFile().mkdirs();
            FileInputStream fis = null;
            FileOutputStream fos = null;
            FileChannel in = null;
            FileChannel out = null;
            try {
        
                fis = new FileInputStream(source);
                fos = new FileOutputStream(target);
                in = fis.getChannel();//得到对应的文件通道
                out = fos.getChannel();//得到对应的文件通道
                in.transferTo(0, in.size(), out);//连接两个通道，并且从in通道读取，然后写入out通道
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } finally {
        
                try {
        
                    if (out != null) {
        
                        out.close();
                    }
                    if (in != null) {
        
                        in.close();
                    }
                    if (fos != null) {
        
                        fos.close();
                    }
                    if (fis != null) {
        
                        fis.close();
                    }
                } catch (IOException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

/*读取Text文件操作*/
        public static String readText(String filePath) {
        
            String lines = "";
            try {
        
                FileReader fileReader = new FileReader(filePath);
                BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(fileReader);
                String line = null;
                while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
        
                    lines += line + "\n";
                }
            } catch (Exception e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
            return lines;
        }

/*写入Text文件操作*/
        public static void writeText(String filePath, String content, boolean isAppend) {
        
            FileOutputStream outputStream = null;
            OutputStreamWriter outputStreamWriter = null;
            BufferedWriter bufferedWriter = null;
            try {
        
                outputStream = new FileOutputStream(filePath, isAppend);
                outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(outputStream);
                bufferedWriter = new BufferedWriter(outputStreamWriter);
                bufferedWriter.write(content);
                bufferedWriter.newLine();
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } finally {
        
                try {
        
                    if (bufferedWriter != null) {
        
                        bufferedWriter.close();
                    }
                    if (outputStreamWriter != null) {
        
                        outputStreamWriter.close();
                    }
                    if (outputStream != null) {
        
                        outputStream.close();
                    }
                } catch (Exception e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    
    
    }

### 多线程线程安全问题 ###

**什么是线程安全问题**

多线程同时对同一个全局变量做写的操作，可能会受到其他  
线程的干扰，就会发生线程安全性问题。  
全局变量----java内存结构  
什么是写操作------修改

当多个线程共享同一个全局变量，做写的操作时，可能会受到其他的线程干扰，发生线程  
安全问题。

public class ThreadCount implements Runnable {
        
        private static Integer count = 100;
    
        @Override
        public void run() {
        
            while (count > 1) {
        
                cal();
            }
        }
    
        private  void cal() {
        
            try {
        
                Thread.sleep(20);
            } catch (Exception e) {
        
    
            }
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + count);
        }
    
    
        public static void main(String[] args) {
        
            ThreadCount threadCount = new ThreadCount();
            Thread thread1 = new Thread(threadCount);
            Thread thread2 = new Thread(threadCount);
            thread1.start();
            thread2.start();
        }
    }

同时执行概念

1-3 多线程如何解决线程安全问题/ 多线程如何实现同步呢

**如何解决线程安全的问题**  
核心思想：上锁 分布式锁

在同一个jvm中，多个线程需要竞争锁的资源，最终只能够有一个线程  
能够获取到锁，多个线程同时抢同一把锁，谁（线程）能够获取到锁，  
谁就可以执行到该代码，如果没有获取锁成功 中间需要经历锁的升级过程  
如果一致没有获取到锁则会一直阻塞等待。  
如果线程A获取锁成功 但是线程A一直不释放锁  
线程B一直获取不到锁，则会一直阻塞等待。

代码从那一块需要上锁？-----可能会发生线程安全性问题的代码需要上锁。  
Juc并发编程 锁 重入锁 悲观锁 乐观锁 公平锁 非公平锁

线程0 线程1 同时获取 this锁，假设线程0 获取到this ，意味着线程1没有获取到锁  
则会阻塞等待。等我们线程0 执行完count-- 释放锁之后 就会唤醒 线程1从新进入  
到获取锁的资源。

获取锁与释放锁 全部都是有底层虚拟机实现好了。

对一块代码加锁缺点：  
可能会影响到程序的执行效率。

如果是同一把锁 在多线程的情况下 最终只能够给一个线程使用。  
如果有线程持有了该锁 意味着其他的线程 不能够在继续获取锁

核心思想：当多个线程共享同一个全局变量时，将可能会发生线程安全的代码  
上锁，保证只有拿到锁的线程才可以执行，没有拿到锁的线程不可以执行，需要阻塞等待。

**1.使用synchronized锁，JDK1.6开始 锁的升级过程 juc 18-25  
2.使用Lock锁 ，需要自己实现锁的升级过程。底层是基于aqs实现  
3.使用Threadlocal，需要注意内存泄漏的问题。  
4.原子类 CAS 非阻塞式**

synchronized锁的基本用法

在多线程的情况下 需要是同一个对象锁  
Synchronized(对象锁)  
\{  
需要保证线程安全的代码  
\}

1.修饰代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码快前要获得 给定对象 的锁。  
2.修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码前要获得 当前实例 的锁  
3.修饰静态方法，作用于当前类对象（当前类.class）加锁，进入同步代码前要获得 当前类对象 的锁  
修饰代码块  
修饰代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码库前要获得 给定对象 的锁。  
public class ThreadCount implements Runnable \{  
private static Integer count = 100;  
private String lock = “lock”;

@Override
    public void run() {
        while (count > 1) {
            cal();
        }
    }
    
    private void cal() {
        synchronized (this) {
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (Exception e) {
    
            }
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + count);
        }
    
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        ThreadCount threadCount = new ThreadCount();
        Thread thread1 = new Thread(threadCount);
        Thread thread2 = new Thread(threadCount);
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

修饰实例方法  
修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码前要获得 当前实例的锁  
在实例方法上默认加上synchronized 默认使用this锁。  
public class ThreadCount implements Runnable \{  
private static Integer count = 100;  
private String lock = “lock”;

@Override
    public void run() {
        while (count > 1) {
            cal();
        }
    }
    
    private synchronized void cal() {
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (Exception e) {
    
        }
        count--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + count);
    }
    public static void main(String[] args) {
        ThreadCount threadCount = new ThreadCount();
        Thread thread1 = new Thread(threadCount);
        Thread thread2 = new Thread(threadCount);
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

修饰静态方法  
修饰静态方法，作用于当前类对象加锁，进入同步代码前要获得 当前类对象的锁  
默认使用当前类的类名.class 锁

public class ThreadCount implements Runnable \{  
private static Integer count = 100;  
private static String lock = “lock”;

@Override
    public void run() {
        while (count > 1) {
            cal();
        }
    }
    
    private static void cal() {
        synchronized (ThreadCount.class) {
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (Exception e) {
    
            }
            count--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + count);
        }
    
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        ThreadCount threadCount1 = new ThreadCount();
        ThreadCount threadCount2 = new ThreadCount();
        Thread thread1 = new Thread(threadCount1);
        Thread thread2 = new Thread(threadCount2);
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

synchronized死锁问题  
我们如果在使用synchronized 需要注意 synchronized锁嵌套的问题 避免死锁的问题发生。  
案例：  
public class DeadlockThread implements Runnable \{  
private int count = 1;  
private String lock = “lock”;

@Override
    public void run() {
        while (true) {
            count++;
            if (count % 2 == 0) {
                // 线程1需要获取 lock 在获取 a方法this锁
                // 线程2需要获取this 锁在 获取B方法lock锁
                synchronized (lock) {
                    a();
                }
            } else {
                synchronized (this) {
                    b();
                }
            }
        }
    }
    
    public synchronized void a() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",a方法...");
    }
    
    public void b() {
        synchronized (lock) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",b方法...");
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        DeadlockThread deadlockThread = new DeadlockThread();
        Thread thread1 = new Thread(deadlockThread);
        Thread thread2 = new Thread(deadlockThread);
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

synchronized 死锁诊断工具  
D:\\path\\jdk\\jdk8\\bin\\jconsole.exe

线程1 先获取到自定义对象的lock锁,进入到a方法需要获取this锁  
线程2 先获取this锁, 进入到b方法需要自定义对象的lock锁

线程1 线程2 是在同时执行  
线程1 线程2  
先获取到自定义对象的lock锁 先获取this锁  
需要线程2已经持有的this锁 线程1已经持有自定义对象的lock锁

springmvc 接口中使用  
需要注意：  
Spring MVC Controller默认是单例的 需要注意线程安全问题  
单例的原因有二：  
1、为了性能。  
2、不需要多例。  
@Scope(value = “prototype”) 设置为多例子。

@RestController  
@Slf4j  
//@Scope(value = “prototype”)  
public class CountService \{

private int count = 0;
    
    @RequestMapping("/count")
    public synchronized String count() {
        try {
            log.info(">count<" + count++);
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (Exception e) {
    
            }
        } catch (Exception e) {
    
        }
        return "count";
    }

临界区  
当多个线程读共享资源 读的过程中，没有任何问题，  
在多个线程对共享资源读写操作时发生指令交错，就会发生线程安全问题  
在多线程中如果存在对共享资源读写操作，该代码称作为临界区。  
public class Thread08 extends Thread \{  
int count = 0;

@Override
    public void run() {
        // 该代码就是为临界区
        count++ ;
    }

竞争条件  
多个线程在临界区内执行，由于代码的执行序列不同（指令）而导致结果无法预测，称之为发生了竞态条件  
解决办法：  
synchronized，Lock、原子类

字节码角度分析线程安全问题  
线程安全问题：  
1.字节码  
2.上下文切换  
3.Jmm java内存模型  
Java源代码 →编译成class文件

线程安全代码  
public class Thread02 extends Thread \{  
private static int sum = 0;

@Override
    public void run() {
        sum();
    }
    
    public void sum() {
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            sum++;
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread02 t1 = new Thread02();
        Thread02 t2 = new Thread02();
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println(sum);
    }

字节码文件分析  
javap -p -v Thread01.class

sum++  
Getstatic \#\#\# 获取静态变量值sum  
iconst\_1 \#\# 准备一个常量1  
Iadd \#\#\# 自增  
Putstatic \#\#\# 将修改后的值存入静态变量sum

Cpu上下文角度分析线程安全问题

分析：  
共享变量值 sum=0  
假设现在cpu执行到t1线程，t1线程执行到13行 就切换到另外t2线程执行，  
t2线程将静态变量sum=0改成=sum=1 有切换回来执行t1线程 t1线程 使用之前获取  
Sum=0 +1 赋值给共享变量sum ，则最终结果:sum=1.  
但是现在sum++ 执行 最终结果是算了一次。

多线程线程之间通讯  
等待/通知机制  
等待/通知的相关方法是任意Java对象都具备的，因为这些方法被定义在所有对象的超类java.lang.Object上，方法如下：  
1.notify() ：通知一个在对象上等待的线程，使其从main()方法返回，而返回的前提是该线程获取到了对象的锁  
2.notifyAll()：通知所有等待在该对象的线程  
3.wait()：调用该方法的线程进入WAITING状态，只有等待其他线程的通知或者被中断，才会返回。需要注意调用wait()方法后，会释放对象的锁 。

Exception in thread “Thread-0” java.lang.IllegalMonitorStateException  
at java.lang.Object.wait(Native Method)  
at java.lang.Object.wait(Object.java:502)  
at com.mayikt.thread.days02.Thread03.run(Thread03.java:16)  
注意：wait,notify和notifyAll要与synchronized一起使用

wait/notify/notifyAll在Object类中  
因为我们在使用synchronized锁 对象锁可以是任意对象，所以wait/notify/notifyAll需要放在Object类中。  
wait/notify/简单的用法  
public class Thread03 extends Thread \{  
@Override  
public void run() \{  
try \{  
synchronized (this) \{  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “>>当前线程阻塞，同时释放锁!<<”);  
this.wait();  
\}  
System.out.println(“>>run()<<”);  
\} catch (InterruptedException e) \{

}
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Thread03 thread = new Thread03();
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (Exception e) {
    
        }
        synchronized (thread) {
            // 唤醒正在阻塞的线程
            thread.notify();
        }
    
    }

**多线程通讯实现生产者与消费者**

public class Thread04 \{  
class Res \{  
/\*\*  
\* 姓名  
*/  
private String userName;  
/*\*  
\* 性别  
*/  
private char sex;  
/*\*  
\* 标记  
\*/  
private boolean flag = false;  
\}

class InputThread extends Thread {
        private Res res;
    
        public InputThread(Res res) {
            this.res = res;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            int count = 0;
            while (true) {
                synchronized (res) {
                    //flag = false  写入输入 flag = true 则不能写入数据 只能读取数据
                    try {
                        // 如果flag = true 则不能写入数据 只能读取数据 同时释放锁!
                        if (res.flag) {
                            res.wait();
                        }
                    } catch (Exception e) {
    
                    }
                    if (count == 0) {
                        this.res.userName = "余胜军";
                        this.res.sex = '男';
                    } else {
                        this.res.userName = "小薇";
                        this.res.sex = '女';
                    }
                    res.flag = true;
                    res.notify();
                }
    
                count = (count + 1) % 2;
            }
        }
    }
    
    class OutThread extends Thread {
        private Res res;
    
        public OutThread(Res res) {
            this.res = res;
        }
    
    
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                synchronized (res) {
                    try {
                        if (!res.flag) {
                            res.wait();
                        }
                    } catch (Exception e) {
    
                    }
                    System.out.println(res.userName + "," + res.sex);
                    res.flag = false;
                    res.notify();
                }
            }
        }
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        new Thread04().print();
    }
    
    public void print() {
        Res res = new Res();
        InputThread inputThread = new InputThread(res);
        OutThread outThread = new OutThread(res);
        inputThread.start();
        outThread.start();
    }

/\*\*

*  flag 默认值==false
 *  flag false 输入线程 输入值 输出线程 先拿到锁 释放锁
 *  flag true 输出线程 输出值  
    \*/  
    public boolean flag = false;

Join/Wait与sleep之间的区别  
sleep(long)方法在睡眠时不释放对象锁  
join(long)方法先执行另外的一个线程，在等待的过程中释放对象锁 底层是基于wait封装的，  
Wait(long)方法在等待的过程中释放对象锁  
三个线程 T1，T2，T3，怎么确保它们按顺序执行？  
Thread t1 = new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,线程执行”), “t1”);  
Thread t2 = new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,线程执行”), “t2”);  
Thread t3 = new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,线程执行”), “t3”);  
t1.start();  
t2.start();  
t3.start();

public class Thread05 \{

public    static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (Exception e) {
    
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",线程执行");
        }, "t1");
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            try {
                t1.join();
            } catch (InterruptedException e) {
    
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",线程执行");
        }, "t2");
        Thread t3 = new Thread(() -> {
            try {
                t2.join();
            } catch (InterruptedException e) {
    
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",线程执行");
        }, "t3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

Join的底层原理如何实现  
public class Thread06 \{  
private Object object = new Object();

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread06 thread06 = new Thread06();
        Thread thread = thread06.print();
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(3000);
            thread.interrupt();
        } catch (Exception e) {
    
        }
    
    }
    
    public Thread print() {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            synchronized (object) {
                System.out.println("1");
                try {
                    object.wait(0);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("2");
            }
        });
        return thread;
    }

Join底层原理是基于wait封装的，唤醒的代码在jvm Hotspot 源码中 当  
jvm在关闭线程之前会检测线阻塞在t1线程对象上的线程，然后执行notfyAll(),这样t2就被唤醒了。  
多线程知识高级部分  
多线程七种执行的状态

初始化状态  
就绪状态  
运行状态  
死亡状态  
阻塞状态  
超时等待  
等待状态

start()：调用start()方法会使得该线程开始执行，正确启动线程的方式。  
wait()：调用wait()方法，进入等待状态，释放资源，让出CPU。需要在同步快中调用。  
sleep()：调用sleep()方法，进入超时等待，不释放资源，让出CPU  
stop()：调用sleep()方法，线程停止，线程不安全，不释放锁导致死锁，过时。  
join()：调用sleep()方法，线程是同步，它可以使得线程之间的并行执行变为串行执行。  
yield()：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程，让出CPU资源可能立刻获得资源执行。  
yield()的目的是让相同优先级的线程之间能适当的轮转执行  
notify()：在锁池随机唤醒一个线程。需要在同步快中调用。  
nnotifyAll()：唤醒锁池里所有的线程。需要在同步快中调用。

Sleep 主动释放cpu执行权 休眠一段时间  
运行状态→限时等待状态  
限时等待状态→就绪状态→运行状态

Synchronized 没有获取到锁 当前线程变为阻塞状态  
如果有线程释放了锁，唤醒正在阻塞没有获取到锁的线程  
从新进入到获取锁的状态

wait() 运行—等待状态

notify() 等待状态–阻塞状态（没有获取到锁的线程 队列）  
—就绪状态→运行状态

守护线程与用户线程  
java中线程分为两种类型：用户线程和守护线程。通过Thread.setDaemon(false)设置为用户线程；通过Thread.setDaemon(true)设置为守护线程。如果不设置次属性，默认为用户线程。

1.守护线程是依赖于用户线程，用户线程退出了，守护线程也就会退出，典型的守护线程如垃圾回收线程。  
2.用户线程是独立存在的，不会因为其他用户线程退出而退出。

public class Thread01 \{  
public static void main(String\[\] args) \{  
Thread thread = new Thread(() -> \{  
while (true) \{  
try \{  
Thread.sleep(1000);  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,我是子线程”);  
\} catch (Exception e) \{

}
            }
        });
        /**
         * 1.setDaemon 设置为true 守护线程是依赖于用户线程，用户线程退出了，守护线程也就会退出，典型的守护线程如垃圾回收线程。
         * 2.setDaemon 设置为false 用户线程是独立存在的，不会因为其他用户线程退出而退出。
         */
        thread.setDaemon(true);
        thread.start();
        System.out.println("我是主线程，代码执行结束");
    }

多线程yield

主动释放cpu执行权  
1.多线程yield 会让线程从运行状态进入到就绪状态，让后调度执行其他线程。  
2.具体的实现依赖于底层操作系统的任务调度器

public Thread02(String name) \{  
super(name);  
\}

@Override  
public void run() \{  
for (int i = 0; i < 50; i++) \{  
if (i == 30) \{  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,释放cpu执行权”);  
this.yield();  
\}  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,” + i);  
\}

public static void main(String\[\] args) \{  
new Thread02(“mayikt01”).start();  
new Thread02(“mayikt02”).start();  
\}

多线程优先级  
1.在java语言中，每个线程都有一个优先级，当线程调控器有机会选择新的线程时，线程的优先级越高越有可能先被选择执行，线程的优先级可以设置1-10，数字越大代表优先级越高  
注意：Oracle为Linux提供的java虚拟机中，线程的优先级将被忽略，即所有线程具有相同的优先级。  
所以，不要过度依赖优先级。  
2.线程的优先级用数字来表示，默认范围是1到10，即Thread.MIN\_PRIORITY到Thread.MAX\_PRIORTY.一个线程的默认优先级是5，即Thread.NORM\_PRIORTY  
3.如果cpu非常繁忙时，优先级越高的线程获得更多的时间片，但是cpu空闲时，设置优先级几乎没有任何作用。

public class Thread03 \{  
public static void main(String\[\] args) \{  
Thread t1 = new Thread(() -> \{  
int count = 0;  
for (; ; ) \{  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,” + count++);  
\}  
\}, “t1线程:”);  
Thread t2 = new Thread(() -> \{  
int count = 0;  
for (; ; ) \{  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,” + count++);  
\}  
\}, “t2线程:”);  
t1.setPriority(Thread.MIN\_PRIORITY);  
t1.setPriority(Thread.MAX\_PRIORITY);  
t1.start();  
t2.start();  
\}  
\}

sleep防止CPU占用100%  
sleep(long millis) 线程睡眠 millis 毫秒  
sleep(long millis, int nanos) 线程睡眠 millis 毫秒 + nanos 纳秒  
使用sleep方法避免cpu空转 防止cpu占用100%  
public static void main(String\[\] args) \{  
new Thread(() -> \{  
while (true) \{  
try \{  
Thread.sleep(30);  
\} catch (InterruptedException e) \{  
e.printStackTrace();  
\}  
\}  
\}).start();  
\}

如何安全的停止一个线程  
调用stop方法  
Stop:中止线程，并且清除监控器锁的信息，但是可能导致 线程安全问题，JDK不建议用。 Destroy: JDK未实现该方法。  
Interrupt（线程中止）  
Interrupt 打断正在运行或者正在阻塞的线程。  
1.如果目标线程在调用Object class的wait()、wait(long)或wait(long, int)方法、join()、join(long, int)或sleep(long, int)方法时被阻塞，那么Interrupt会生效，该线程的中断状态将被清除，抛出InterruptedException异常。  
2.如果目标线程是被I/O或者NIO中的Channel所阻塞，同样，I/O操作会被中断或者返回特殊异常值。达到终止线程的目的。  
如果以上条件都不满足，则会设置此线程的中断状态。  
打断正在阻塞的线程  
public static void main(String\[\] args) \{  
Thread t1 = new Thread(() -> \{  
try \{  
Thread.sleep(5000);  
\} catch (Exception e) \{  
e.printStackTrace();  
\}  
\}, “t1”);  
t1.start();  
try \{  
Thread.sleep(1000);  
\} catch (Exception e) \{

}
    System.out.println("打断子线程");
    //调用interrupt 打断正在阻塞的线程
    t1.interrupt();
    System.out.println("获取打断标记：" + t1.isInterrupted());

打断正在运行的线程  
public class Thread06 extends Thread \{  
@Override  
public void run() \{  
while (true) \{  
// 如果终止了线程,则停止当前线程  
if (this.isInterrupted()) \{  
break;  
\}  
\}  
\}

public static void main(String[] args) {
        Thread06 thread06 = new Thread06();
        thread06.start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (Exception e) {
        }
        thread06.interrupt();
    
    }

正确的线程中止-标志位  
在上方代码逻辑中，增加一个判断，用来控制线程执行的中止。  
public class Thread07 extends Thread \{  
private volatile boolean isFlag = true;

@Override
    public void run() {
        while (isFlag) {
    
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Thread07 thread07 = new Thread07();
        thread07.start();

// thread07.isFlag = false;

}

Lock锁的基本使用  
在jdk1.5后新增的ReentrantLock类同样可达到此效果，且在使用上比synchronized更加灵活  
相关API：  
使用ReentrantLock实现同步  
lock()方法:上锁  
unlock()方法：释放锁  
使用Condition实现等待/通知 类似于 wait()和notify()及notifyAll()  
Lock锁底层基于AQS实现，需要自己封装实现自旋锁。

Synchronized —属于JDK 关键字 底层属于 C++虚拟机底层实现  
Lock锁底层基于AQS实现-- 变为重量级  
Synchronized 底层原理—锁的升级过程  
Lock 过程中 注意 获取锁 释放锁

ReentrantLock用法  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
import java.util.concurrent.locks.Lock;  
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/\*\*

*  @author 余胜军
 *  @ClassName Thread09
 *  @qq 644064779
 *  @addres www.mayikt.com
 *  微信:yushengjun644  
    \*/  
    public class Thread09 implements Runnable \{  
    private int count = 100;  
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    
    @Override  
    public void run() \{  
    while (true) \{  
    try \{  
    Thread.sleep(30);  
    \} catch (Exception e) \{
    
        }
             try {
                 // 获取锁
                 lock.lock();
                 if (count > 1) {
                     count--;
                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + count);
        
                 }
             } catch (Exception e) {
                 e.printStackTrace();
             } finally {
                 // 释放锁
                 lock.unlock();
             }
         }
    
    \}
    
    public static void main(String\[\] args) \{  
    Thread09 thread09 = new Thread09();  
    Thread t1 = new Thread(thread09);  
    Thread t2 = new Thread(thread09);  
    t1.start();  
    t2.start();  
    \}  
    \}

Condition用法  
public class Thread10 \{  
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();  
private Condition condition = lock.newCondition();

public static void main(String[] args) {
        Thread10 thread10 = new Thread10();
        try {
            thread10.print();
            Thread.sleep(3000);
            thread10.signal();
        } catch (Exception e) {
    
        }
    }
    
    public void print() {
        new Thread(() -> {
            try {
                // 释放锁 同时当前线程阻塞
                lock.lock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",1");
                condition.await();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",2");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }).start();
    }
    
    public void signal() {
        try {
            lock.lock();
            condition.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

**多线程综合小案例**  
手写Callable与FutureTask模式

可以基于Callable+FutureTask可以实现异步线程执行 带返回结果。  
LockSupport实现方式

定义Callable+FutureTask

public interface MayiktCallable \{  
V call();  
\}  
public class MayiktFutureTask implements Runnable \{  
private MayiktCallable mayiktCallable;  
private Thread cuThread;  
private V result;

public MayiktFutureTask(MayiktCallable mayiktCallable) {
        this.mayiktCallable = mayiktCallable;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        // 获取到mayiktCallable 执行返回结果
        result = mayiktCallable.call();
        // 如果 call方法执行完毕 则唤醒当前阻塞的线程
        if (cuThread != null)
            LockSupport.unpark(cuThread);
    }
    
    /**
     * 调用get方法 当前线程就会阻塞。
     */
    public V get() {
        cuThread = Thread.currentThread();
        // 阻塞当前线程
        LockSupport.park();
        return result;
    }

MayiktCallable mayiktCallable = new MayiktCallableImpl();  
MayiktFutureTask futureTask = new MayiktFutureTask(mayiktCallable);  
new Thread(futureTask).start();  
Integer result = futureTask.get();  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + result);

wait()与notify  
public class MayiktFutureTask implements Runnable \{  
private MayiktCallable mayiktCallable;  
private Thread cuThread;  
private V result;  
private Object lock = new Object();

public MayiktFutureTask(MayiktCallable mayiktCallable) {
        this.mayiktCallable = mayiktCallable;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        // 获取到mayiktCallable 执行返回结果
        result = mayiktCallable.call();
        // 如果 call方法执行完毕 则唤醒当前阻塞的线程
        if (cuThread != null)
            synchronized (lock) {
                lock.notify();
            }
    }
    
    /**
     * 调用get方法 当前线程就会阻塞。
     */
    public V get() {
        cuThread = Thread.currentThread();
        synchronized (lock) {
            try {
                // 当前线程释放锁 变为阻塞状态
                lock.wait();
            } catch (Exception e) {
            }
        }
        return result;
    }

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