27_多线程_第27天(线程安全、线程同步、等待唤醒机制、单例设计模式)_讲义
程序员文章站
2022-05-29 12:43:39
1、多线程安全问题 2、等待唤醒机制 ......
今日内容介绍
1、多线程安全问题
2、等待唤醒机制
01线程操作共享数据的安全问题
*a:线程操作共享数据的安全问题 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。 程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。
02售票的案例
*a:售票的案例
/* * 多线程并发访问同一个数据资源 * 3个线程,对一个票资源,出售 */ public class threaddemo { public static void main(string[] args) { //创建runnable接口实现类对象 tickets t = new tickets(); //创建3个thread类对象,传递runnable接口实现类 thread t0 = new thread(t); thread t1 = new thread(t); thread t2 = new thread(t); t0.start(); t1.start(); t2.start(); } } public class tickets implements runnable{ //定义出售的票源 private int ticket = 100; private object obj = new object(); public void run(){ while(true){ if( ticket > 0){ system.out.println(thread.currentthread().getname()+" 出售第 "+ticket--); } } } }
03线程安全问题引发
*a:线程安全问题引发
/* * 多线程并发访问同一个数据资源 * 3个线程,对一个票资源,出售 */ public class threaddemo { public static void main(string[] args) { //创建runnable接口实现类对象 tickets t = new tickets(); //创建3个thread类对象,传递runnable接口实现类 thread t0 = new thread(t); thread t1 = new thread(t); thread t2 = new thread(t); t0.start(); t1.start(); t2.start(); } } /* * 通过线程休眠,出现安全问题 */ public class tickets implements runnable{ //定义出售的票源 private int ticket = 100; private object obj = new object(); public void run(){ while(true){ //对票数判断,大于0,可以出售,变量--操作 if( ticket > 0){ try{ thread.sleep(10); //加了休眠让其他线程有执行机会 }catch(exception ex){} system.out.println(thread.currentthread().getname()+" 出售第 "+ticket--); } } } }
04同步代码块解决线程安全问题
*a:同步代码块解决线程安全问题
*a:售票的案例 /* * 多线程并发访问同一个数据资源 * 3个线程,对一个票资源,出售 */ public class threaddemo { public static void main(string[] args) { //创建runnable接口实现类对象 tickets t = new tickets(); //创建3个thread类对象,传递runnable接口实现类 thread t0 = new thread(t); thread t1 = new thread(t); thread t2 = new thread(t); t0.start(); t1.start(); t2.start(); } } /* * 通过线程休眠,出现安全问题 * 解决安全问题,java程序,提供技术,同步技术 * 公式: * synchronized(任意对象){ * 线程要操作的共享数据 * } * 同步代码块 */ public class tickets implements runnable{ //定义出售的票源 private int ticket = 100; private object obj = new object(); public void run(){ while(true){ //线程共享数据,保证安全,加入同步代码块 synchronized(obj){ //对票数判断,大于0,可以出售,变量--操作 if( ticket > 0){ try{ thread.sleep(10); }catch(exception ex){} system.out.println(thread.currentthread().getname()+" 出售第 "+ticket--); } } } } }
05同步代码块的执行原理
a:同步代码块的执行原理 同步代码块: 在代码块声明上 加上synchronized synchronized (锁对象) { 可能会产生线程安全问题的代码 } 同步代码块中的锁对象可以是任意的对象;但多个线程时,要使用同一个锁对象才能够保证线程安全。
06同步的上厕所原理
*a:同步的上厕所原理 a:不使用同步:线程在执行的过程中会被打扰 线程比喻成人 线程执行代码就是上一个厕所 第一个人正在上厕所,上到一半,被另外一个人拉出来 b:使用同步: 线程比喻成人 线程执行代码就是上一个厕所 锁比喻成厕所门 第一个人上厕所,会锁门 第二个人上厕所,看到门锁上了,等待第一个人上完再去上厕所
07同步方法
*a:同步方法: /* * 多线程并发访问同一个数据资源 * 3个线程,对一个票资源,出售 */ public class threaddemo { public static void main(string[] args) { //创建runnable接口实现类对象 tickets t = new tickets(); //创建3个thread类对象,传递runnable接口实现类 thread t0 = new thread(t); thread t1 = new thread(t); thread t2 = new thread(t); t0.start(); t1.start(); t2.start(); } } *a:同步方法 /* * 采用同步方法形式,解决线程的安全问题 * 好处: 代码简洁 * 将线程共享数据,和同步,抽取到一个方法中 * 在方法的声明上,加入同步关键字 * * 问题: * 同步方法有锁吗,肯定有,同步方法中的对象锁,是本类对象引用 this * 如果方法是静态的呢,同步有锁吗,绝对不是this * 锁是本类自己.class 属性 * 静态方法,同步锁,是本类类名.class属性 */ public class tickets implements runnable{ //定义出售的票源 private int ticket = 100; public void run(){ while(true){ payticket(); } } public synchronized void payticket(){ if( ticket > 0){ try{ thread.sleep(10); }catch(exception ex){} system.out.println(thread.currentthread().getname()+" 出售第 "+ticket--); } } }
08jdk1.5新特性lock接口
*a:jdk1.5新特性lock接口 查阅api,查阅lock接口描述,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接口中的常用方法 void lock() void unlock() lock提供了一个更加面对对象的锁,在该锁中提供了更多的操作锁的功能。 我们使用lock接口,以及其中的lock()方法和unlock()方法替代同步,对电影院卖票案例中ticket
09lock接口改进售票案例
*a:lock接口改进售票案例 /* * 多线程并发访问同一个数据资源 * 3个线程,对一个票资源,出售 */ public class threaddemo { public static void main(string[] args) { //创建runnable接口实现类对象 tickets t = new tickets(); //创建3个thread类对象,传递runnable接口实现类 thread t0 = new thread(t); thread t1 = new thread(t); thread t2 = new thread(t); t0.start(); t1.start(); t2.start(); } } /* * 使用jdk1.5 的接口lock,替换同步代码块,实现线程的安全性 * lock接口方法: * lock() 获取锁 * unlock()释放锁 * 实现类reentrantlock */ public class tickets implements runnable{ //定义出售的票源 private int ticket = 100; //在类的成员位置,创建lock接口的实现类对象 private lock lock = new reentrantlock(); public void run(){ while(true){ //调用lock接口方法lock获取锁 lock.lock(); //对票数判断,大于0,可以出售,变量--操作 if( ticket > 0){ try{ thread.sleep(10); system.out.println(thread.currentthread().getname()+" 出售第 "+ticket--); }catch(exception ex){ }finally{ //释放锁,调用lock接口方法unlock lock.unlock(); } } } } }
10线程的死锁原理
*a:线程的死锁原理 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的同步。这时容易引发一种现象:程序出现无限等待, 这种现象我们称为死锁。这种情况能避免就 避免掉。 synchronzied(a锁){ synchronized(b锁){ } }
11线程的死锁代码实现
*a:线程的死锁代码实现 public class deadlock implements runnable{ private int i = 0; public void run(){ while(true){ if(i%2==0){ //先进入a同步,再进入b同步 synchronized(locka.locka){ system.out.println("if...locka"); synchronized(lockb.lockb){ system.out.println("if...lockb"); } } }else{ //先进入b同步,再进入a同步 synchronized(lockb.lockb){ system.out.println("else...lockb"); synchronized(locka.locka){ system.out.println("else...locka"); } } } i++; } } } public class deadlockdemo { public static void main(string[] args) { deadlock dead = new deadlock(); thread t0 = new thread(dead); thread t1 = new thread(dead); t0.start(); t1.start(); } } public class locka { private locka(){} public static final locka locka = new locka(); } public class lockb { private lockb(){} public static final lockb lockb = new lockb(); }
### 12线程等待与唤醒案例介绍
*a:线程等待与唤醒案例介绍 等待唤醒机制所涉及到的方法: wait() :等待,将正在执行的线程释放其执行资格 和 执行权,并存储到线程池中。 notify():唤醒,唤醒线程池中被wait()的线程,一次唤醒一个,而且是任意的。 notifyall(): 唤醒全部:可以将线程池中的所有wait() 线程都唤醒。 其实,所谓唤醒的意思就是让 线程池中的线程具备执行资格。必须注意的是,这些方法都是在 同步中才有效。同时这些方法在使用 时必须标明所属锁,这样才可以明确出这些方法操作的到底是哪个锁上的线程。
13线程等待与唤醒案例资源类编写
*a:线程等待与唤醒案例资源类编写 /* * 定义资源类,有2个成员变量 * name,sex * 同时有2个线程,对资源中的变量操作 * 1个对name,age赋值 * 2个对name,age做变量的输出打印 */ public class resource { public string name; public string sex; }
14线程等待与唤醒案例输入和输出线程
a:线程等待与唤醒案例输入和输出线程 /* * 输入的线程,对资源对象resource中成员变量赋值 * 一次赋值 张三,男 * 下一次赋值 lisi,nv */ public class input implements runnable { private resource r=new resource(); public void run() { int i=0; while(true){ if(i%2==0){ r.name="张三"; r.sex="男"; }else{ r.name="lisi"; r.sex="女"; } i++; } } } /* * 输出线程,对资源对象resource中成员变量,输出值 */ public class output implements runnable { private resource r=new resource() ; public void run() { while(true){ system.out.println(r.name+"..."+r.sex); } } }
15线程等待与唤醒案例测试类
a:线程等待与唤醒案例测试类 /* * 开启输入线程和输出线程,实现赋值和打印值 */ public class threaddemo{ public static void main(string[] args) { resource r = new resource(); input in = new input(); output out = new output(); thread tin = new thread(in); thread tout = new thread(out); tin.start(); tout.start(); } }
16线程等待与唤醒案例null值解决
a:线程等待与唤醒案例null值解决 /* * 输入的线程,对资源对象resource中成员变量赋值 * 一次赋值 张三,男 * 下一次赋值 lisi,nv */ public class input implements runnable { private resource r; public input(resource r){ this.r=r; } public void run() { int i=0; while(true){ if(i%2==0){ r.name="张三"; r.sex="男"; }else{ r.name="lisi" r.sex="女" } i++; } } } /* * 输出线程,对资源对象resource中成员变量,输出值 */ public class output implements runnable { private resource r; public output(resource r){ this.r=r; } public void run() { while(true){ system.out.println(r.name+"..."+r.sex); } } } } /* * 开启输入线程和输出线程,实现赋值和打印值 */ public class threaddemo{ public static void main(string[] args) { resource r = new resource(); input in = new input(r); output out = new output(r); thread tin = new thread(in); thread tout = new thread(out); tin.start(); tout.start(); } }
17线程等待与唤醒案例数据安全解决
a:线程等待与唤醒案例数据安全解决 /* * 输入的线程,对资源对象resource中成员变量赋值 * 一次赋值 张三,男 * 下一次赋值 lisi,nv */ public class input implements runnable { private resource r; public input(resource r){ this.r=r; } public void run() { int i=0; while(true){ synchronized(r){ if(i%2==0){ r.name="张三"; r.sex="男"; }else{ r.name="lisi" r.sex="女" } i++; } } } /* * 输出线程,对资源对象resource中成员变量,输出值 */ public class output implements runnable { private resource r; public output(resource r){ this.r=r; } public void run() { while(true){ synchronized(r){ system.out.println(r.name+"..."+r.sex); } } } } } /* * 开启输入线程和输出线程,实现赋值和打印值 */ public class threaddemo{ public static void main(string[] args) { resource r = new resource(); input in = new input(r); output out = new output(r); thread tin = new thread(in); thread tout = new thread(out); tin.start(); tout.start(); } }
18线程等待与唤醒案例通信的分析
*a:线程等待与唤醒案例通信的分析 输入:赋值后,执行方法wait()永远等待 输出:变量值打印输出,在输出等待之前,唤醒 输入的notify(),自己在wait()永远等待 输入:被唤醒后,重新对变量赋值,赋值后,必须唤醒输出的线程notify(), 自己的wait()
19线程等待与唤醒案例的实现
*a 线程等待与唤醒案例的实现 /* * 定义资源类,有2个成员变量 * name,sex * 同时有2个线程,对资源中的变量操作 * 1个对name,age赋值 * 2个对name,age做变量的输出打印 */ public class resource { public string name; public string sex; public boolean flag = false; } /* * 输入的线程,对资源对象resource中成员变量赋值 * 一次赋值 张三,男 * 下一次赋值 lisi,nv */ public class input implements runnable { private resource r ; public input(resource r){ this.r = r; } public void run() { int i = 0 ; while(true){ synchronized(r){ //标记是true,等待 if(r.flag){ try{r.wait();}catch(exception ex){} } if(i%2==0){ r.name = "张三"; r.sex = "男"; }else{ r.name = "lisi"; r.sex = "nv"; } //将对方线程唤醒,标记改为true r.flag = true; r.notify(); } i++; } } } /* * 输出线程,对资源对象resource中成员变量,输出值 */ public class output implements runnable { private resource r ; public output(resource r){ this.r = r; } public void run() { while(true){ synchronized(r){ //判断标记,是false,等待 if(!r.flag){ try{r.wait();}catch(exception ex){} } system.out.println(r.name+".."+r.sex); //标记改成false,唤醒对方线程 r.flag = false; r.notify(); } } } } /* * 开启输入线程和输出线程,实现赋值和打印值 */ public class threaddemo{ public static void main(string[] args) { resource r = new resource(); input in = new input(r); output out = new output(r); thread tin = new thread(in); thread tout = new thread(out); tin.start(); tout.start(); } }
作业测试
1、wait和sleep的区别
2、线程的生命周期(五中状态的切换流程)
3、有一个抽奖池,该抽奖池中存放了奖励的金额,该抽奖池用一个数组int[] arr = {10,5,20,50,100,200,500,800,2,80,300};
创建两个抽奖箱(线程)设置线程名称分别为“抽奖箱1”,“抽奖箱2”,随机从arr数组中获取奖项元素并打印在控制台上,格式如下:
抽奖箱1 又产生了一个 10 元大奖 抽奖箱2 又产生了一个 100 元大奖 //.....
4、某公司组织年会,会议入场时有两个入口,在入场时每位员工都能获取一张双色球彩票,假设公司有100个员工,利用多线程模拟年会入场过程,
并分别统计每个入口入场的人数,以及每个员工拿到的彩票的号码。线程运行后打印格式如下: 编号为: 2 的员工 从后门 入场! 拿到的双色球彩票号码是: [17, 24, 29, 30, 31, 32, 07] 编号为: 1 的员工 从后门 入场! 拿到的双色球彩票号码是: [06, 11, 14, 22, 29, 32, 15] //..... 从后门入场的员工总共: 13 位员工 从前门入场的员工总共: 87 位员工