JUC并发编程

2023-07-26 20:36:34

JUC(并发编程)

1、什么是JUC

java.util.concurrent 包是在并发编程中使用的工具类，有以下三个包：

java.util 工具包

业务：普通的线程代码 Thread

Runnable 没有返回值、效率相比于Callable相对较低！)

(

2、线程和进程

线程和进程

进程：一个程序，qq.exe，music.exe ，程序的集合

一个进程往往包含了多个线程，至少包含一个

Java默认有两个线程? 2个 main线程、GC线程

线程：开了一个进程Typora ，写字，自动保存（线程负责的）

对于java而言： Thread、Runnable、Callable

Java 真的可以开启线程吗？开不了的！

public synchronized void start() {
        /**
         * This method is not invoked for the main method thread or "system"
         * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
         * to this method in the future may have to also be added to the VM.
         *
         * A zero status value corresponds to state "NEW".
         */
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();

        /* Notify the group that this thread is about to be started
         * so that it can be added to the group's list of threads
         * and the group's unstarted count can be decremented. */
        group.add(this);

        boolean started = false;
        try {
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
                  it will be passed up the call stack */
            }
        }
    }

    private native void start0();   // 本地方法，调用底层的c++，java无法直接操作硬件！

并发和并行

并发编程：并发和并行

并发（多线程操作同一个资源）

CPU一核，模拟出来多条线程，天下武功，唯快不破！快速交替

并行（多个人一起行走）

CPU多核，多个线程一起执行；使用线程池)

代码查看cpu核数

package com.kuang.juc.demo01;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // 获取CPU的核数
        // CPU密集型、IO密集型
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
    }

}

并发编程的本质：充分利用CPU资源

线程的几个状态

public enum State {
        /**
         * Thread state for a thread which has not yet started.
         */
        NEW,   // 新生

        /**
         * Thread state for a runnable thread.  A thread in the runnable
         * state is executing in the Java virtual machine but it may
         * be waiting for other resources from the operating system
         * such as processor.
         */
        RUNNABLE,  // 运行

        /**
         * Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.
         * A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock
         * to enter a synchronized block/method or
         * reenter a synchronized block/method after calling
         * {@link Object#wait() Object.wait}.
         */
        BLOCKED,  // 阻塞

        /**
         * Thread state for a waiting thread.
         * A thread is in the waiting state due to calling one of the
         * following methods:
         * <ul>
         *   <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>
         *   <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>
         * </ul>
         *
         * <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to
         * perform a particular action.
         *
         * For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>
         * on an object is waiting for another thread to call
         * <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on
         * that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>
         * is waiting for a specified thread to terminate.
         */
        WAITING,  // 等待（死死地等），阻塞

        /**
         * Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.
         * A thread is in the timed waiting state due to calling one of
         * the following methods with a specified positive waiting time:
         * <ul>
         *   <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>
         *   <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>
         *   <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>
         * </ul>
         */
        TIMED_WAITING,  // 超时等待，过期不候

        /**
         * Thread state for a terminated thread.
         * The thread has completed execution.
         */
        TERMINATED;  // 终止
    }

wait/sleep 区别

1、来自不同的类

wait => Object

sleep => Thread

2、关于锁的释放

wait 会释放锁，sleep抱着锁睡觉，不会释放！

3、使用的范围是不同的

wait必须在同步代码块中使用

sleep可以在任何地方睡，可以在任何地方使用

4、是否需要捕获异常

wait 也需要捕获异常

sleep 必须要捕获异常

3、Lock锁

传统 synchonized

package com.kuang.juc.demo01;


// 基本的买票例子

/**
 * 真正的多线程开发，降低耦合性！
 * 线程就是一个单独的资源类，没有任何的附属操作！
 *  1.属性、方法
 */
public class SaleTicketDemo01 {

    public static void main(String[] args) {
        // 并发：多线程操作同一个资源类，把资源类丢入线程就可以了！
        Ticket ticket = new Ticket();

        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i < 40; i++) {
                ticket.sale();
            }
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i < 40; i++) {
                ticket.sale();
            }
        },"B").start();


        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i < 40; i++) {
                ticket.sale();
            }
        },"C").start();

    }

}

// 资源类 OOP
class Ticket{
    // 属性，方法
    private int nums = 30;

    // 卖票的方式
    // synchronized 本质：队列 + 锁
    public synchronized void sale(){
       if (nums>0){
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+nums--+"票。还剩: "+nums+"张票");
       }
    }

}

结果：

)

总结

加了synchonized关键字后，变为同步方法（队列加锁）。相当于你去学校食堂去买饭，买饭窗口排成一队，一个一个来，排到的人过去把碗给阿姨之后，相当于给自己加了一把锁，阿姨打完饭，再给碗给你，相当于这把锁就释放了。释放了之后，后面的人就可以再次排队买饭了。

Lock 接口

)

公平锁：十分公平，有先来后到顺序 3h 3s

非公平锁：十分不公平，可以插队（默认）

lock实现买票

package com.kuang.juc.demo01;

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

public class SaleTicketDemo02 {

    public static void main(String[] args) {
        // 并发：多线程操作同一个资源类，把资源类丢入线程就可以了！
        Ticket2 ticket = new Ticket2();

        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i < 40; i++) {
                ticket.sale();
            }
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i < 40; i++) {
                ticket.sale();
            }
        },"B").start();


        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i < 40; i++) {
                ticket.sale();
            }
        },"C").start();

    }

}


// lock
class Ticket2{
    // 属性，方法
    private int nums = 30;

    Lock lock = new ReentrantLock();

    public void sale(){
        lock.lock();  //加锁


        try {
            // 业务代码
            if (nums>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+nums--+"票。还剩: "+nums+"张票");
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock(); //解锁
        }

    }

}

Synchonized 和 Lock 区别

Synchoizned 是一个内置的关键字；Lock是一个java类
Synchonized 无法判断获取锁的状态；Lock可以判断是否获取到了锁
Synchonized 会自动释放锁；Lock必须要手动释放锁！如果不释放锁**，死锁！**
Synchonized 线程一（获得锁、阻塞）、线程二（等待，傻傻的等）；Lock不一定会等待下去！
Synchonized 可重入锁，不可以中断的，非公平的；Lock，可重入锁，可以判断锁，非公平（可以自己设置）
Synchonized 适合锁少量的代码同步问题；Lock适合锁大量的同步代码！

锁是什么？如何判断锁的是谁？

4、生产者消费者问题

面试： 单例模式、排序算法、生产者消费者问题、死锁

生产者消费者问题 Synchonized 版

package com.kuang.juc.pc;

/**
 * 线程之间的通信问题：生产者和消费者问题!  等待唤醒，通知唤醒
 * 线程交替执行   A  B 操作同一个变量  num = 0
 * A  num+1
 * B  num-1
 */
public class A {

    public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.increment();
            }
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.decrement();
            }
        },"B").start();
    }

}

// 口诀：判断等待，业务，通知！
class Data{ // 数字  资源类

    private int num = 0;

    //+1
    public synchronized void increment(){
        if (num != 0){ // 0
            // 等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        num++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+num);
        // 通知其他线程,我+1完毕了
        this.notifyAll();
    }

    //-1
    public synchronized void decrement(){
        if (num == 0){  //1
           // 等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        num--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+num);
        // 通知其他线程,我-1完毕了
        this.notifyAll();
    }

}

问题存在， A B C D 4个线程

)

出现问题，发现出现了2和3

解决

)

将原先的if判断 ==> while判断，防止虚假唤醒！

注意点：因为if只会判断一次（第二个线程进入之后不判断了，直接+1，出现了2的情况，不安全！），而使用while每次进入该方法都会进行判断，非常安全！

JUC版的生产者消费者问题

)

通过lock找到 Condition

)

代码实现

package com.kuang.juc.pc;

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * 线程之间的通信问题：生产者和消费者问题!  等待唤醒，通知唤醒
 * 线程交替执行   A  B 操作同一个变量  num = 0
 * A  num+1
 * B  num-1
 */
public class B {

    public static void main(String[] args) {
        Data2 data = new Data2();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"B").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.increment();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"C").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data.decrement();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },"D").start();

    }
}

class Data2{ // 数字  资源类

    private int num = 0;

    Lock lock = new ReentrantLock();
    Condition condition = lock.newCondition();

//condition.await(); //等待
//condition.signalAll(); //唤醒

    //+1
    public void increment() throws InterruptedException {
        lock.lock();  //加锁
        try {
            // 业务代码
            while (num != 0){ // 0
                // 等待
                condition.await();
            }
            num++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+num);
            // 通知其他线程，我+1完毕了！
            condition.signalAll();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock(); //解锁
        }
    }

    //-1
    public void decrement() throws InterruptedException {
        lock.lock(); // 加锁
        try {
            // 业务代码
            while (num == 0){  //1
               condition.await();
            }
            num--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+num);
            // 通知其他线程，我-1完毕了！
            condition.signalAll();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock(); //解锁
        }
    }

}

结果：

)

问题：如果想会让A执行完 B执行 C执行 D执行

任何一个新的技术绝对不是仅仅覆盖了原来的技术，有自己的优势以及补充！

Condition 精准通知和唤醒线程

代码实现：

package com.kuang.juc.pc;


import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * A  B  C  3个线程顺序执行
 * A-->B-->C-->A......
 */
public class C {

    public static void main(String[] args) {
        Data3 data = new Data3();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.printA();
            }
        },"A").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.printB();
            }
        },"B").start();

        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.printC();
            }
        },"C").start();
    }

}

class Data3 {  // 资源类

    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition1 = lock.newCondition();  //同步监视器
    private Condition condition2 = lock.newCondition();
    private Condition condition3 = lock.newCondition();
    private int flag = 1;  // 1A   2B   3C

    public void printA() {
        lock.lock();
        try {
            // 业务代码，判断等待、执行、通知，三部曲
            while (flag != 1) {
                //等待
                condition1.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>AAAAAAAAAA");
            // 唤醒，唤醒指定的人，B
            flag = 2;
            condition2.signal();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

    public void printB() {
        lock.lock();
        try {
            while (flag != 2) {
                condition2.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>BBBBBBBBBB");
            // 唤醒，唤醒指定的人，C
            flag = 3;
            condition3.signal();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void printC() {
        lock.lock();
        try {
            while (flag != 3) {
                condition3.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>CCCCCCCCCC");
            // 唤醒，唤醒指定的人，A
            flag = 1;
            condition1.signal();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

}

查看结果：

5、8锁现象

如何判断锁的是谁？永远的知道什么是锁，锁的到底是谁？

对象，class

深刻理解我们的锁

5.1、测试一

package com.kuang.juc.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 8锁就是关于锁的8个问题
 * 1、标准情况下，两个线程先打印  打电话还是发短信？  1/发短信   2/打电话
 * 2、发短信延迟4s，两个线程先打印  打电话还是发短信？  1/发短信   2/打电话
   产生原因：只拿到了调用者的一把锁！
 */
public class Test1 {

    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();

        // 锁的存在
        new Thread(()->{
            phone.sendSms();
        },"A").start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone.call();
        },"B").start();
    }

}

class Phone{

    // synchronized 锁的对象是方法调用者！
    // 两个方法用的是同一个锁，谁先拿到谁执行！

    public synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }

}

5.2、测试二

package com.kuang.juc.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 3、增加了一个普通方法后，是先打印发短信还是hello?   1/hello   2/发短信  普通方法
 * 4、两个对象，两个同步方法，是先打印发短信还是打印打电话?   1/打电话  2/发短信
 *
 */
public class Test2 {

    public static void main(String[] args) {
        // 两个对象  两个调用者，两把锁！
        Phone2 phone1 = new Phone2();
        Phone2 phone2 = new Phone2();

        // 锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }

}

class Phone2{

    // synchronized 锁的对象是方法调用者！
    public synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }

    // 这里没有锁！ 不是同步方法，不受锁的影响！
    public void hello(){
        System.out.println("hello");
    }

}

5.3、测试三

package com.kuang.juc.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 5、增加两个静态的同步方法，只有一个对象，先打印 发短信还是打电话?    1/发短信  2/打电话  因为锁的是class，类模板只有一个，一把锁！
 * 6、两个对象，两个静态的同步方法，先打印 发短信还是打电话?    1/发短信   2/打电话   因为锁的是class，类模板只有一个，一把锁！
 *
 */
public class Test3 {

    public static void main(String[] args) {

        // 两个对象的class类模板只有一个，static，锁的是class
        Phone3 phone1 = new Phone3();
        Phone3 phone2 = new Phone3();

        // 锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }

}

// Phone3只有唯一的一个 class 对象
class Phone3{

    // synchronized 锁的对象是方法调用者！
    // static 静态方法，类一加载就有了！ 锁的是Class
    // 锁的Class  模板！
    public static synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    public static synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }

    // 这里没有锁！ 不是同步方法，不受锁的影响！
    public void hello(){
        System.out.println("hello");
    }

}

5.4、测试四

package com.kuang.juc.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;


/**
 * 1、1个静态同步方法，1个普通同步方法 ，一个对象， 先打印发短信还是打电话？  1/打电话  2/发短信
 *   产生1的原因： 调用打电话一把锁，锁的是调用者；调用发短信另一把锁，锁的类模板class！
 * 2、1个静态同步方法，1个普通同步方法 ，两个对象， 先打印发短信还是打电话？  1/打电话  2/发短信
 *   产生2的原因： 调用打电话一把锁，锁的是调用者phone2；调用发短信另一把锁，锁的类模板class！
 */
public class Test4 {

    public static void main(String[] args) {

        // 拿到的锁是类模板class
        Phone4 phone1 = new Phone4();

        // 拿到的锁是调用者phone2
        Phone4 phone2 = new Phone4();

        // 锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }

}


class Phone4{

    // 静态同步方法  锁的是class类模板
    public static synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    // 普通的同步方法， 锁的是调用者
    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }

}

总结

上述例子中发现：

new => 锁的是 this 具体的一个手机
static => 锁的是 class 唯一的一个模板

synchronized实现同步的基础：java中的每一个对象都可以作为锁！

具体的表现为以下三种形式：

对于普通同步方法，锁的是当前实例对象(this)
对于静态同步方法，锁的是当前的Class对象
对于同步方法块，锁是synchronized括号里面的配置对象

6、集合类不安全

List不安全

package com.kuang.juc.unsafe;


import java.lang.reflect.Array;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;


// java.util.ConcurrentModificationException 并发修改异常！
public class ListTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 并发下 ArrayList 是不安全的吗？  synchonized；
        /**
         * 解决方案：
         *  1、 List<String> list = new Vector<>();
         *  2、 List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
         *  3、 List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
         */
        // CopyOnWrite 写入时复制  COW  计算机程序设计领域的一种优化策略！
        // 多个线程调用的时候，list，读取的时候，固定的，写入 (可能存在覆盖)
        // 在写入的时候避免覆盖造成数据问题！

        // CopyOnWriteArrayList 比 Vector 厉害在哪里？
        // Vector（add方法用到了synchonized，效率较低） 
        // CopyOnWriteArrayList（add方法用到了lock锁，效率比vector高）

        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }

}

查看CopyOnWriteArrayList的add方法：

[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-a5AaUiNI-1625379008053)()]

学习方法： 1、先会用 2、货比三家，寻找其他解决方法 3、分析源码

Set 不安全

package com.kuang.juc.unsafe;

import java.util.Set;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;

// java.util.ConcurrentModificationException 并发修改异常
public class TestSet {

    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 解决方案：
         *  1、Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());  通过工具类转换为 synchonized
         *  2、Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();  写入时复制，保证性能和安全！
         */
        Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();
        
        for (int i = 1; i <= 30; i++) {
            new Thread(()->{
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(set);
            }).start();
        }

    }

}

HashSet底层是什么？

public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}

// add.  ashset的本质 就是 map的key，因为key是无法重复的！
public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

// PRESENT. 不变的值！
private static final Object PRESENT = new Object();

Map不安全

回顾map的基本操作

[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-cEPap1zO-1625379008055)()]

package com.kuang.juc.unsafe;

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

// java.util.ConcurrentModificationException  并发修改异常！
public class MapTest {

    public static void main(String[] args) {
        // map 是这样用的吗？ 不是，多线程情况下 工作中不用 HashMap
        // 默认等价于什么？
        // 加载因子，初始化容量

        /**
         * 解决方法:
         *  1、 Map<String, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());  工具类装换为安全的map集合
         *  2、  Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
         **/
        Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();

        for (int i = 1; i <= 30 ; i++) {
            new Thread(()->{
                map.put(Thread.currentThread().getName(), UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }

}

7、走进Callable

1、可以有返回值

2、可以抛出异常

3、方法是不同的，run() / call()

package com.kuang.juc.callable;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class CallableTest {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        //  new Thread(new Runnable()).start();
        //  new Thread(new FutureTask<V>()).start();
        //  new Thread(new FutureTask<V>( Callable() )).start();

        new Thread().start();  //怎么启动Callable

        MyThread myThread = new MyThread();  // 实现了Callable接口
        FutureTask futureTask = new FutureTask<>(myThread);    // 适配类

        new Thread(futureTask,"A").start();
        new Thread(futureTask,"B").start();  // 有缓存

        Integer o = (Integer) futureTask.get();  // 这个get方法可能会产生阻塞！ 把他放在最后
        System.out.println(o);
    }

}

class MyThread implements Callable<Integer> {

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        // 如果有耗时的操作的话
        System.out.println("call()");
        return 1024;
    }

}

结果：

细节：

1、有缓存

2、结果可能需要等待，会阻塞！

8、常用的辅助类(必会重点)

8.1、CountDownLatch(减法计数器)

案例：晚上大爷关自习室门

package com.kuang.juc.add;


import java.util.concurrent.CountDownLatch;

// 计数器
public class CountDownLatchDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 总数是6  教室中6个人
        // 必须要执行任务 的时候再使用
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);

        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"go out");
                countDownLatch.countDown();  // 数量 -1
            },String.valueOf(i)).start();
        }

        countDownLatch.await();  //等待计数器归零，然后再向下执行！

        System.out.println("我是你大爷，我要关门了！");
    }

}

结果:

原理：

countDownLatch.countDown() // 数量 -1

countDownLatch.await() //等待计数器归零，然后再向下执行！

每次有线程调用**countDown()**时候数量-1，假设计数器变为0；**countDownLatch.await()**就会被唤醒，继续向下执行！

8.2、CyclicBarrier(加法计数器)

相当于加法计数器

案例：集齐7颗龙珠召唤神龙

package com.kuang.juc.add;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

/**
 * eg: 集齐7颗龙珠召唤神龙!
 */
public class CyclicBarrierDemo {

    public static void main(String[] args) {

        // 召唤龙珠的线程
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7,()->{
            System.out.println("召唤神龙成功！");
        });

        for (int i = 0; i < 7; i++) {
            // lamabda能操作到变量i吗？  no 
            final int temp = i;
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"收集到了"+temp+"颗龙珠");

                try {
                    cyclicBarrier.await();  //等待
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }).start();
        }

    }

}

8.3、Semaphore(信号量)

案例：抢车位

6车 ---- 3个停车位置

package com.kuang.juc.add;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 抢车位
 */
public class SemaphoreDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 线程数量，停车位  限流！！
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            new Thread(()->{
                // acquire() 得到  release() 释放

                try {
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到车位");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);  // 模拟停车2s
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"离开车位");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    semaphore.release();
                }

            },String.valueOf(i)+"号车").start();
        }

    }

}

结果：

原理：

semaphore.acquire()获得，假设已经满了，等待，等待被释放为止

semaphore.release()释放，会将当前的信号量释放+1，然后唤醒等待的线程！

使用场景：

1、多个共享资源互斥的时候使用！

2、并发限流，控制最大的线程数！

9、读写锁

9.1、ReadWriteLock

读可以被多线程同时读

写的时候只能由一个线程去写

package com.kuang.juc.rw;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * ReadWriteLock
 * 读--读   可以共存！
 * 读--写   不能共存！
 * 写--写   不能共存！
 */
public class ReadWriteLockDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //MyCache myCache = new MyCache();
        MyCacheLock myCache = new MyCacheLock();

        // 写入
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(()->{
                myCache.put(temp+"",temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }

        // 读取
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(()->{
                myCache.get(temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }

}


// 加读写锁的
class MyCacheLock{

    private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();
    // 读写锁， 更加 细粒度 的控制！
    private ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();

    // 存，写入的时候只希望同时只有一个线程去写
    public void put(String key,Object value){
        readWriteLock.writeLock().lock();  // 加写锁
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);
            map.put(key,value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入完毕");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }
    }

    // 取，读的时候，所有人都可以取读
    // 注意：读如果不加锁的话，写的时候有可能读的线程就进去了！！
    public void get(String key){
        readWriteLock.readLock().lock(); // 加读锁
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);
            Object o = map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取完毕");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }
    }

}


/**
 * 自定义缓存
 */
class MyCache{

    private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();

    // 存，写
    public void put(String key,Object value){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);
        map.put(key,value);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入完毕");
    }

    // 取，读
    public void get(String key){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);
        Object o = map.get(key);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取完毕");
    }

}

运行结果：

总结：

独占锁：也就是这里的写锁，一次只能被一个线程占有！

共享锁：也就是这里的读锁，一次可以被多个线程同时占有！

读写锁是一种更加细粒度的锁

10、阻塞队列

阻塞

队列

BlockingQueue不是一个新的东西！

什么情况下我们会用到阻塞队列？

1、多线程并发处理

2、线程池

学会使用队列

添加、移除，4组API

方式	抛出异常	不抛异常，有返回值	阻塞等待	超时等待
添加	add()	offer()	put()	offer(,)
移除	remove()	poll()	take()	poll(,)
判断队列首部元素	element()	peek()	~	~

/**
 * 抛出异常
 */
public static void test1(){
    // 队列大小
    ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

    System.out.println(blockingQueue.add("a"));
    System.out.println(blockingQueue.add("b"));
    System.out.println(blockingQueue.add("c"));

    // IllegalStateException: Queue full 队列已满，抛出异常！
    //System.out.println(blockingQueue.add("d"));
    System.out.println("=========================");


    System.out.println(blockingQueue.remove());
    System.out.println(blockingQueue.element());  // 查看队首元素
    System.out.println(blockingQueue.remove());
    System.out.println(blockingQueue.remove());

    // java.util.NoSuchElementException 没有元素，抛出异常！
    // System.out.println(blockingQueue.remove());

}

/**
 * 不抛出异常，有返回值！
 */
public static void test2(){
    //队列大小
    ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

    System.out.println(blockingQueue.offer("A"));
    System.out.println(blockingQueue.offer("B"));
    System.out.println(blockingQueue.offer("C"));
    // System.out.println(blockingQueue.offer("D"));  // 返回false，不抛出异常！

    System.out.println(blockingQueue.peek());  //检测队首元素

    System.out.println(blockingQueue.poll());
    System.out.println(blockingQueue.poll());
    System.out.println(blockingQueue.poll());
    // System.out.println(blockingQueue.poll());  // 返回null，不抛出异常！

}

/**
 * 等待，阻塞（一直阻塞）
 */
public static void test3(){

    ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

    // 一直阻塞
    try {
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");
        // blockingQueue.put("d");  //队列没有位置了，一直阻塞！
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());

        System.out.println(blockingQueue.take());  // 没有这个元素，一直阻塞!
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

/**
 * 等待，阻塞（超时等待）
 */
public static void test4() throws InterruptedException {

    ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

    blockingQueue.offer("A");
    blockingQueue.offer("B");
    blockingQueue.offer("C");
    // blockingQueue.offer("D",2, TimeUnit.SECONDS);  // 等待超过两秒就退出！

    System.out.println("================================");

    System.out.println(blockingQueue.poll());
    System.out.println(blockingQueue.poll());
    System.out.println(blockingQueue.poll());
    blockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS);  // 超过两秒钟就不等了！

}

SynchronousQueue 同步队列

容量为1

进去一个元素，必须等待这个元素取出来之后，才能继续往里面放元素！

put、take

package com.kuang.juc.synbq;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
* 同步队列
* 和其他的BlockingQueue 不一样 ， SynchronousQueue 不存储元素
* put了一个元素，必须从里面先take取出来，否则不能在put进去值！
*/
public class SynchronousQueueDemo {

public static void main(String[] args) {

    BlockingQueue<String> blockingQueue = new SynchronousQueue<String>();  // 同步队列

    new Thread(()->{
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  put 1");
            blockingQueue.put("1");
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  put 2");
            blockingQueue.put("2");
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  put 3");
            blockingQueue.put("3");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    },"T1").start();

    new Thread(()->{
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+blockingQueue.take());
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+blockingQueue.take());
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==>"+blockingQueue.take());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    },"T2").start();

}

}

运行结果：

注意：

同步队列和其他的 BlockingQueue 不一样

SynchronousQueue 不存储元素

put了一个元素，必须先从里面先take取出来，否则不能再put进去值！

11、线程池（重点）

池化技术

程序的运行，本质：占用系统的资源！

想要优化资源的使用！ ==> 池化技术

线程池、连接池、内存池、对象池… 它的创建和销毁十分消耗系统资源！

池化技术：事先准备好一些资源放在池子里，有人要用，就来我这里拿，用完之后再还给我！

线程池的好处：

1、降低资源消耗

2、提高相应的速度

3、方便管理

一句话总结：线程实现了复用、可以控制最大并发数、方便管理线程

线程池：三大方法

阿里巴巴开发手册规定：

三大方法测试

package com.kuang.juc.pool;


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

// Executors 工具类 ，3大方法
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {

      ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();  // 单个线程
//        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);  // 创建一个固定线程池的大小
//        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();  // 有弹性的，遇强则强，遇弱则弱

        try {
            for (int i = 1; i <= 100; i++) {
                // 使用了线程池之后，就是用线程池来创建线程
                threadPool.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " ok");
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 线程池用完，程序结束，要将线程池关闭！
            threadPool.shutdown();
        }

    }

}

所谓3大方法，就是创建线程池的三种方法：

Executors.newSingleThreadExecutor() // 通过工具类创建单个线程的线程池
Executors.newFixedThreadPool(5) // 通过工具类创建一个大小为5的线程池
Executors.newCachedThreadPool() // 通过工具类创建

7大参数

源码分析：

// 1、Executors.newSingleThreadExecutor()
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}


// 2、Executors.newFixedThreadPool(5)
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}


// 3、Executors.newCachedThreadPool()
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,  // 21亿  OOM
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

// 本质调用了ThreadPoolExecutor(7大参数)
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,  // 核心线程池大小
                          int maximumPoolSize,  // 最大线程池大小
                          long keepAliveTime,  // 超时了没有人调用就会释放
                          TimeUnit unit,  // 超时的单位
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,  // 阻塞队列
                          ThreadFactory threadFactory,  // 线程工厂，创建线程的；一般不用动
                          RejectedExecutionHandler handler  //拒绝策略 ) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
            null :
            AccessController.getContext();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

7大参数图解（模拟银行取钱）

上面图解小故事说明：当一个人去银行取钱的时候，发现只有两个窗口开着的，这两个窗口相当于核心线程池大小

然后它去1号办理业务了，又进来一个人他看到2号窗口空着，就过去办理业务了，

来了第三个人，他发现三个窗口没营业，又发现两个窗户正在有人办理业务

就去候客区的椅子上等着，进来第4个人，也去候客区等着，进来第五个人，也去候客区等着

这个时候候客区满了，就会触发银行打电话叫3，4，5号窗口营业员赶紧回来工作

这时候3，4，5号营业员回来了

这里的候客区相当于阻塞队列，当阻塞队列已满时，就会触发最大线程池机制，也就是3，4，5号以及前面1，2号窗口共同组成最大线程池

这个时候3，4，5号营业员回来了，候客区的这三个人就过去办理业务了，此时窗口已经满员，达到了最大线程池大小

再后来，又进来三个人，发现窗口已满，进入候客区

这个时候，窗口已满，候客区已满

突然又进来一个人，他没地方可待了，就会触发拒绝策略

这个人要选择继续等待，还是哪里来回哪里去，还是把1号位的人赶走自己上位

到了下午，人非常少，1号，2号窗口的人寥寥无几，3，4，5号窗口等了两个小时都一直没人，就先关闭窗口了，这里下班了相当于线程池中超时了没有人调用就会释放( keepAliveTime )，超时不候

手动创建线程池

// 自定义线程池！ 工作常用 new ThreadPoolExecutor()
    ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
            2,
            5,
            3,
            TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingDeque<>(3),
            Executors.defaultThreadFactory(),
            new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()  // 队列满了, 抛弃队列中最老的那个，代替他的位置进入到队列中，也不会抛出异常！
    );

4种拒绝策略

package com.kuang.juc.pool;


import java.util.concurrent.*;


/**
 * new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()   // 银行满了，还有人进来，就不处理这个人的了，抛出异常！
 * new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()   // 哪里来的去哪里！ 我不受理，让main线程去受理！
 * new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()  // 队列满了，不会抛出异常。 丢掉任务，不执行这个线程！
 * new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()  // 队列满了, 抛弃队列中最老的那个，代替他的位置进入到队列中，也不会抛出异常！
 */
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {

        // 自定义线程池！ 工作常用 new ThreadPoolExecutor()
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                5,
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()  // 队列满了, 抛弃队列中最老的那个，代替他的位置进入到队列中，也不会抛出异常！
        );

        try {
            // 最大 8 , 最大承载 = Deque + max
            // java.util.concurrent.RejectedExecutionException 超出了最大承载抛出异常！
            for (int i = 1; i <= 9; i++) {
                // 使用了线程池之后，就是用线程池来创建线程
                threadPool.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " ok");
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 线程池用完，程序结束，要将线程池关闭！
            threadPool.shutdown();
        }

    }

}

四种拒绝策略总结:

new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 银行满了，还有人进来，就不处理这个人的了，抛出异常**(默认)**

new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 哪里来的去哪里！我不受理，让main线程去受理！

new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() // 队列满了，不会抛出异常。丢掉任务，不执行这个线程！

new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() // 队列满了, 抛弃队列中最老的那个，代替他的位置进入到队列中，也不会抛出异常！

小结和拓展

问题：线程池的最大的大小如何设置？

了解IO密集型和CPU密集型：（调优）

// 最大线程池到底应该如何规定？
    // 1、CPU密集型 ，几核，就是几 ，可以保证cpu效率最高！
    // 2、IO密集型  >  判断你程序中十分耗io资源的线程!
    //    程序  15个大型任务  io十分占用资源！

    System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());  // 获取电脑cpu的核数

    ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
            2,
            Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
            3,
            TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingDeque<>(3),
            Executors.defaultThreadFactory(),
            new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()  // 队列满了, 抛弃队列中最老的那个，代替他的位置进入到队列中，也不会抛出异常！
    );

12、四大函数式接口(重点必会)

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

函数式接口：只有一个方法的接口

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

// 超级多的FunctionalInterface
// lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算！(jdk8新特性)
// 简化编程模型，在新版本的框架中大量应用！
// foreach(参数为消费者类型的函数式接口)

代码测试：

1、Function 函数式接口

package com.kuang.juc.function;

import java.util.function.Function;

/**
 * Function 函数型接口, 有一个输入参数，有一个输出参数
 * 只要是  函数式接口  就可以使用lambda表达式简化！
 */
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {

        // 工具方法： 输出输入的值！
//        Function<String,String> function = new Function<String, String>() {
//            @Override
//            public String apply(String str) {
//                return str;
//            }
//        };

        Function<String,String> function = (str)->{ return str;};

        System.out.println(function.apply("lac"));

    }

}

2、Predicate 断定型接口

package com.kuang.juc.function;

import java.util.function.Predicate;

/**
 * 断定型接口:  有一个输入参数，返回值只能是  布尔值！
 */
public class Demo02 {

    public static void main(String[] args) {

        // 判断字符串是否为空
//        Predicate<String> predicate = new Predicate<String>() {
//            @Override
//            public boolean test(String str) {
//                return str.isEmpty();
//            }
//        };

        Predicate<String> predicate = (str)->{ return str.isEmpty(); };

        System.out.println(predicate.test(""));
    }

}

3、Consumer 消费型接口

package com.kuang.juc.function;


import java.util.function.Consumer;

/**
 * 消费者接口 Consumer: 只有输入，没有返回值！
 */
public class Demo03 {

    public static void main(String[] args) {

//        Consumer<Integer> consumer = new Consumer<Integer>() {
//            @Override
//            public void accept(Integer integer) {
//                System.out.println(integer);
//            }
//        };

        Consumer<Integer> consumer = (i)->{ System.out.println(i); };

        consumer.accept(1024);

    }

}

4、Supplier 供给型接口

package com.kuang.juc.function;

import java.util.function.Supplier;

/**、
 * 供给型接口 Supplier : 只有返回值，没有参数
 */
public class Demo04 {

    public static void main(String[] args) {

//        Supplier<String> supplier = new Supplier<String>() {
//            @Override
//            public String get() {
//                return "xx-x";
//            }
//        };

        Supplier<String> supplier = ()->{ return "xx-x"; };
        System.out.println(supplier.get());
    }

}

13、Stream流式计算

什么是流式计算

大数据：存储 + 计算

存储：mysql / 集合本质是存储东西的；

计算都交给流去计算！

package com.kuang.juc.stream;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 题目计算：一分钟内完成此题，只能用一行代码实现！
 * 现在有5个用户！筛选：
 * 1、ID 必须为偶数
 * 2、年龄必须大于23岁
 * 3、用户名转换为大写字母
 * 4、用户名字母倒着排序
 * 5、只输出一个用户的名字！
 * 6、输出该用户所有信息！
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        User u1 = new User(1, "a", 21);
        User u2 = new User(2, "b", 22);
        User u3 = new User(3, "c", 23);
        User u4 = new User(4, "d", 24);
        User u5 = new User(6, "e", 25);

        // 转换为集合 , 集合就是管存储的
        List<User> list = Arrays.asList(u1, u2, u3, u4, u5);

        // 计算交给stream流
        // lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算！这道题中显示的淋漓尽致！

        // 5、只输出一个用户的名字！
//        list.stream()
//                .filter((u)->{return u.getId()%2 == 0;})
//                .filter((u)->{return u.getAge()>23;})
//                .map((u)->{return u.getName().toUpperCase();})
//                .sorted((uu1,uu2)->{return uu2.compareTo(uu1);})
//                .limit(1)
//                .forEach(System.out::println);

        // 6、输出该用户所有信息！
        list.stream()
                .filter(u->{return u.getId()%2 == 0;})
                .filter(u->{return u.getAge()>23;})
                .map(u->{
                    u.setName(u.getName().toUpperCase());
                    return u;
                })
                .sorted((uu1,uu2)->{return uu2.getName().compareTo(uu1.getName());})
                .limit(1)
                .forEach(System.out::println);

        
    }

}

查看5的输出结果：

查看6的输出结果：

14、ForkJoin

分支合并

什么是ForkJoin

ForkJoin 在 JDK 1.7 ,4，并行执行任务！提高效率，大数据量！

大数据：Mapreduce 将大任务拆分成一些些小的任务

Forkjoin特点：工作窃取

这个里面维护的都是 双端队列 ！

ForkJoin

package com.kuang.juc.forkjoin;

import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/**
 * 求和计算的任务！
 * 3000   6000 (ForkJoin)   9000 (Stream并行流)
 *  如何使用forkjoin
 *    1、ForkJoinPool 通过他来执行
 *    2、计算任务  ForkJoinPool.execute(ForkJoinTask task)
 *    3、计算类要 继承 ForkJoinTask
 */
public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {

    private Long start;  // 0
    private Long end;  // 10_0000_0000

    // 临界值
    private Long temp = 10000L;

    public ForkJoinDemo(Long start, Long end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    // 计算方法
    @Override
    protected Long compute() {
        if (end-start<temp){
            Long sum = 0L;
            for (Long i = start; i < end; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;

        }else {  //forkjoin 递归
            long middle = (start + end)/2;
            ForkJoinDemo task1 = new ForkJoinDemo(start, middle);
            task1.fork();  // 拆分任务。把任务压入线程队列
            ForkJoinDemo task2 = new ForkJoinDemo(middle+1, end);
            task2.fork();  // 拆分任务。把任务压入线程队列

            return task1.join() + task2.join();
        }
    }

}

测试类：

package com.kuang.juc.forkjoin;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.LongStream;

// 3000   6000 (ForkJoin)   9000 (Stream并行流)
public class Test {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // test1();   //时间:  5417
        // test2();   //时间:  3667
        // test3();   //时间:  182

    }

    // 普通程序员
    public static void test1(){
        Long sum = 0L;
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        for (Long i = 1L; i < 10_0000_0000L; i++) {
            sum += i;
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum=>"+sum+"时间:  "+(endTime-startTime));
    }

    // ForkJoin
    public static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinDemo(0L, 10_0000_0000L);  //具体的任务  ForkJoinTask
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);

        Long sum = submit.get();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum=>"+sum+"时间:  "+(endTime-startTime));
    }

    // Stream并行流
    public static void test3(){
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        long sum = LongStream.rangeClosed(0L, 10_0000_0000L).parallel().reduce(0, Long::sum);//(]

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum=>"+sum+"时间:  "+(endTime-startTime));
    }


}

ForkJoin使用场景：大数据量下使用！小数据量没必要！

15、异步回调

Future 设计的初衷：对未来的某个事件的结果进行建模

package com.kuang.juc.future;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 异步调用 Ajax
 * // 异步执行
 * // 成功回调
 * // 失败回调
 *
 */
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 没有返回值的异步回调
//        CompletableFuture<Void> completableFuture = CompletableFuture.runAsync(()->{  //执行异步任务,没有返回值
//            try {
//                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
//            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"runAsync=>Void");
//        });
//
//        System.out.println("0V0");
//        System.out.println(completableFuture.get());

        // 有返回值的异步回调
        // ajax  成功和失败的回调
        // 返回的是错误信息
        CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {  //执行异步任务，有返回值
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>supplyAsync=>String");
            int i = 10/0;
            return "以雷霆击碎黑暗";
        });

        // 编译成功！
        System.out.println(completableFuture.whenComplete((t, u) -> {
            System.out.println("t=>" + t);  // t代表正常的返回结果
            System.out.println("u=>" + u); // u代表错误信息
        }).exceptionally((e) -> {  //编译失败
            System.out.println(e.getMessage());
            return "二杯";
        }).get());


    }

}

查看结果：没有异常，正确的输出结果：

若程序中有异常，再次运行：

16、JMM

请你谈谈你对Volatile的理解

Volatile 是Java 虚拟机提供的轻量级的同步机制

1、保证可见性

2、不保证原子性

3、禁止指令重排

什么是JMM

JMM：是Java内存模型，不存在的东西，是一种概念、模型！

关于JMM的一些同步的约定：

1、线程解锁前，必须把线程的共享变量立刻刷回主存

2、线程加锁前，必须读取主存中的最新值到自己的工作内存中

3、加锁和解锁是同一把锁

线程 工作内存主内存

JMM中8种操作

内存交互操作有8种，虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的，不可在分的（对于double和long类型的变量来说，load、store、read和write操作在某些平台上允许例外）

lock （锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为线程独占状态
unlock （解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定
read （读取）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用
load （载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主存中变量放入工作内存中
use （使用）：作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的变量传输给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值，就会使用到这个指令
assign （赋值）：作用于工作内存中的变量，它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中
store （存储）：作用于主内存中的变量，它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便后续的write使用
write 　（写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中

JMM对这八种指令的使用，制定了如下规则：

不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须write
不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存
不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作
一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解锁
如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新load或assign操作初始化变量的值
如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存

问题：程序不知道主内存中的值已经发生了变化

17、Volatile

1、保证可见性

package com.kuang.juc.Tvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JMMDemo {

    // 不加volatile，程序就会死循环
    // 可以保证可见性！
    private volatile static int num = 0;

    public static void main(String[] args) {  //main

        new Thread(()->{  //线程1  对主内存的变化是不知道的！
            while (num==0){

            }
        },"1").start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        num = 1;
        System.out.println(num);

    }


}

2、不保证原子性

原子性：不可分割

线程A在执行任务的时候是不能被打扰的，要么同时成功，要么同时失败！

package com.kuang.juc.Tvolatile;


// 不保证原子性
public class VDemo02 {

    // volatile 不保证原子性！
    private volatile static int num = 0;

    public static void add(){
        num++;
    }

    public static void main(String[] args) {

        // 理论上输出应该为 2w
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }

        while (Thread.activeCount()>2){  //main  gc
            // 礼让，重新竞争资源！
            Thread.yield();
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  "+num);

    }

}

输出不到2w，有问题！

问题：如果不加synchonized和lock，怎么样保证原子性？

使用原子类，来解决原子性问题

package com.kuang.juc.Tvolatile;


import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

// 不保证原子性
public class VDemo02 {
    
    private static AtomicInteger num = new AtomicInteger();  //原子类的Integer

    public static void add(){
        num.getAndIncrement();  // AtomicInteger +1  方法 ， 底层用的CAS
    }

    public static void main(String[] args) {

        // 理论上输出应该为 2w
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }

        while (Thread.activeCount()>2){  //main  gc
            // 礼让，重新竞争资源！
            Thread.yield();
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  "+num);

    }

}

查看运行结果:

这些类的底层都直接和操作系统挂钩！在内存中直接修改值！

Unsafe类是一个很特殊的存在！

指令重排

什么是指令重排：你写的程序计算机并不是按照你写的顺序去执行的！

源代码—> 编译器优化重排–> 指令并行也可能重排–>内存系统也可能出现重排–>执行

处理器在执行指令重排的时候，考虑：数据之间的依赖问题

int x = 1;  //1
int y = 2;  //2
x = x + 5;  //3
y = x * x;  //4

//我们所期望的：1234   
//程序执行的时候可能会是： 1324   2134  2413
//可不可能是：4123

可能造成影响的结果：前提 a、b、x、y值默认都为0

线程A	线程B
x=a	y=b
b=1	a=2

正常的结果： x=0 , y=0;

如果发生指令重排：

线程A	线程B
b=1	a=2
x=a	y=b

指令重排出现了诡异的结果：x=2，y=1；

指令重排理解

加了volatile关键字就可以避免指令重排！

内存屏障。也就是CPU指令。它的作用：

1、保证特定的操作的执行顺序！

2、可以保证某些变量的内存可见性（利用这些特性，volatile就实现了可见性）

Volatile是可以保持可见性，不能保证原子性，由于内存屏障，可以保证避免指令重排的现象的产生

18、彻底玩转单例模式

饿汉式、DCL懒汉式，深究！

饿汉式

package com.kuang.juc.single;

// 饿汉式单例
public class Hungry {

    // 可能会浪费空间
    private byte[] data1 = new byte[1024*1024];
    private byte[] data2 = new byte[1024*1024];
    private byte[] data3 = new byte[1024*1024];
    private byte[] data4 = new byte[1024*1024];

    private Hungry(){

    }

    private final static Hungry HUNGRY = new Hungry();

    public static Hungry getInstance(){
        return HUNGRY;
    }

}

DCL懒汉式

package com.kuang.juc.single;


import com.sun.org.apache.regexp.internal.RE;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;

// 懒汉式单例模式
public class LazyMan {

    // 标志位
    private static boolean panghu = false;

    // 加锁，防止反编译
    private LazyMan(){
        synchronized (LazyMan.class){
            if (panghu==false){
                panghu = true;
            }else {
                throw new RuntimeException("不要试图使用反射破坏异常");
            }
        }
    }

    private volatile static LazyMan lazyMan;  // 避免指令重排

    // 双重检测锁模式的  懒汉式单例  DCL懒汉式
    private static LazyMan getInstance(){
        if (lazyMan==null){
            synchronized (LazyMan.class){
                if (lazyMan==null){
                    lazyMan = new LazyMan();  // 不是原子性操作
                    /**
                     * 1、分配内存空间
                     * 2、执行构造方法，初始化对象
                     * 3、把这个对象指向这个空间
                     *
                     * 123
                     * 132 A
                     *     B  //此时LazgyMan还没有完成构造
                     */
                }
            }
        }

        return lazyMan;
    }

    //反射！
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 1、用反射破坏，解决私有构造再加锁
//        LazyMan instance1 = LazyMan.getInstance();
//        //1、获得反射对象
//        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);
//        declaredConstructor.setAccessible(true);  //无视私有的构造器
//        LazyMan instance2 = declaredConstructor.newInstance();  //通过反射创建对象
//
//        System.out.println(instance1);
//        System.out.println(instance2);

        // 2、直接通过反射连续创建两个对象  解决加标志位解决！
//        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);
//        declaredConstructor.setAccessible(true);  //无视私有的构造器
//        LazyMan instance1 = declaredConstructor.newInstance();  //通过反射创建对象
//        LazyMan instance2 = declaredConstructor.newInstance();  //通过反射创建对象
//
//        System.out.println(instance1);
//        System.out.println(instance2);

        // 3、如果标志位被人反编译出来，知道了 ，再次破解了
        Field panghu = LazyMan.class.getDeclaredField("panghu");
        panghu.setAccessible(true);

        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);
        declaredConstructor.setAccessible(true);  //无视私有的构造器
        LazyMan instance1 = declaredConstructor.newInstance();  //通过反射创建对象

        panghu.set(instance1,false);

        LazyMan instance2 = declaredConstructor.newInstance();  //通过反射创建对象

        System.out.println(instance1);
        System.out.println(instance2);

    }

}

// 双重检查锁模式说明：
// 这个方法首先判断变量是否被初始化，没有被初始化，再去获取锁。
// 获取锁之后，再次判断该变量是否被初始化。
// 第二次判断目的在于有可能其他线程获取过锁，已经初始化过变量。第二次检查通过了，才会真正初始化变量。

// 这个方法检查判定两次，并使用锁，所以形象称为双重检查锁模式。

静态内部类

package com.kuang.juc.single;


//静态内存类
public class Holder {

    private Holder(){

    }

    public static Holder getInstance(){
        return InnerClass.holder;
    }

    public static class InnerClass{
        private static final Holder holder = new Holder();
    }

}

单例不安全，存在反射

枚举登场了

package com.kuang.juc.single;


import java.lang.reflect.Constructor;

// 枚举本身也是一个class类
public enum  EnumSingle {

    INSTANCE;

    public EnumSingle getInstance(){
        return INSTANCE;
    }


}

class Test{

    // 试图通过反射破解枚举
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        EnumSingle instance1 = EnumSingle.INSTANCE;
        Constructor<EnumSingle> declaredConstructor = EnumSingle.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        EnumSingle instance2 = declaredConstructor.newInstance();

        // 出现: java.lang.NoSuchMethodException: com.kuang.juc.single.EnumSingle.<init>() 没有空参构造器
        System.out.println(instance1);
        System.out.println(instance2);
    }

}

并不是无参构造，而是有两个参数的有参构造！

通过反编译发现它骗了我们

用jad.exe进行反编译

**枚举类型的最终反编译源码： ** 发现她有一个两个参数的构造方法，而不是空参构造

package com.kuang.juc.single;


public final class EnumSingle extends Enum
{

    public static EnumSingle[] values()
    {
        return (EnumSingle[])$VALUES.clone();
    }

    public static EnumSingle valueOf(String name)
    {
        return (EnumSingle)Enum.valueOf(com/kuang/juc/single/EnumSingle, name);
    }

    private EnumSingle(String s, int i)
    {
        super(s, i);
    }

    public EnumSingle getInstance()
    {
        return INSTANCE;
    }

    public static final EnumSingle INSTANCE;
    private static final EnumSingle $VALUES[];

    static 
    {
        INSTANCE = new EnumSingle("INSTANCE", 0);
        $VALUES = (new EnumSingle[] {
            INSTANCE
        });
    }
}

再次通过两个参数构造方法，反射试图破解，发现：

19、深入理解CAS

什么是CAS

package com.kuang.juc.cas;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CASDemo {

    // CAS  compareAndSet: 比较并交换！
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);

        // 期望 、 更新
        //  public final boolean compareAndSet(int expect, int update)
        // 如果我期望的值达到了，那么就更新，否则就不更新!  CAS 是CPU的并发原语！！
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());
        
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());

    }

}

Unsafe类

CAS ：比较当前工作内存中的值和主内存中的值，如果这个值是期望的，那么执行操作！如果不是就一直循环(底层是自旋锁)

缺点：

1、循环会耗时

2、一次性只能保证一个共享变量的原子性

3、存在ABA问题

CAS : ABA 问题（狸猫换太子）

package com.kuang.juc.cas;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CASDemo {

    // CAS  compareAndSet: 比较并交换！
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);

        // 对于我们平时写的sql来说： 乐观锁！
        
        // 期望 、 更新
        //  public final boolean compareAndSet(int expect, int update)
        // 如果我期望的值达到了，那么就更新，否则就不更新!  CAS 是CPU的并发原语！！

        //  =====================捣乱的线程===========================
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());

        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2020));
        System.out.println(atomicInteger.get());

        //  =====================期望的线程===========================
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 6666));
        System.out.println(atomicInteger.get());

    }

}

如何解决这个问题：使用原子引用

20、原子引用

解决ABA问题，引入原子引用！对应的思想乐观锁！

带版本号的原子操作！（相当于sql中的乐观锁）

注意：

package com.kuang.juc.cas;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;

public class CASDemo {

    // CAS  compareAndSet: 比较并交换！
    public static void main(String[] args) {

        // 坑 ： AtomicStampedReference
        // 注意： 如果泛型是一个包装类，注意对象的引用问题！
        
        // 正常的业务操作的话，这里面比较的都是一个个对象！ 
        AtomicStampedReference<Integer> atomicReference = new AtomicStampedReference<Integer>(1,1);

        new Thread(()->{

            int stamp = atomicReference.getStamp();  //获得初始的版本号  1
            System.out.println("a1=>"+stamp);

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            // version + 1
            System.out.println(atomicReference.compareAndSet(1, 2, atomicReference.getStamp(), atomicReference.getStamp()+1));
            System.out.println("a2=>"+ atomicReference.getStamp());

            System.out.println(atomicReference.compareAndSet(2, 1, atomicReference.getStamp(), atomicReference.getStamp()+1));
            System.out.println("a3=>"+ atomicReference.getStamp());

        },"a").start();

        // 和乐观锁的原理相同
        new Thread(()->{

            int stamp = atomicReference.getStamp();  //获得最初的版本号 1
            System.out.println("b1=>"+stamp);

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(atomicReference.compareAndSet(1, 6, stamp, stamp + 1));
            System.out.println("b2=>"+atomicReference.getStamp());

        },"b").start();

    }

}

查看结果：

21、各种锁的理解

1、公平锁、非公平锁

公平锁：非常公平，不能够插队，必须先来后到！

非公平锁：非常不公平，可以插队（默认都是非公平的 3h 3s）, 保证效率！

public ReentrantLock() {
    sync = new NonfairSync();
}

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

2、可重入锁

可重入锁（递归锁）

Synchonized版可重入锁

package com.kuang.juc.lock;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * Synchonized版的可重入锁
 */
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {

        Phone phone = new Phone();

        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"A").start();


        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"B").start();

    }

}

class Phone{

    public synchronized void sms(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" sms");
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        call();  // 这里也有锁
    }

    public synchronized void call(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call");
    }

}

lock版可重入锁

package com.kuang.juc.lock;


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

public class Demo02 {

    public static void main(String[] args) {

        Phone2 phone = new Phone2();

        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"A").start();


        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"B").start();

    }

}


class Phone2{

    Lock lock = new ReentrantLock();

    public void sms(){
        lock.lock();// 细节问题 ：  lock.lock();   lock.unlock();
        // lock锁必须配对，否则就会死在里面
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" sms");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            call();  // 这里也有锁
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

    public void call(){
        lock.lock(); // 细节问题 ：  lock.lock();   lock.unlock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" call");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

}

总结

可重入锁就是说某个线程已经获得了某个锁，可以再次获得锁而不会出现死锁！

3、自旋锁

什么是自旋锁 spinlock

我们来自己定义一个自旋锁

package com.kuang.juc.lock;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

/**
 * 自定义自旋锁
 */
public class Spinlock {

    // int   默认为0
    // Thread  默认为null
    AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();

    // 加锁
    public void mylock(){
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(thread.getName()+"===> mylock");

        // 自旋锁
        while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){

        }
    }


    // 解锁
    public void myUnlock(){
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(thread.getName()+"===> myUnlock");

        // 自旋锁
        atomicReference.compareAndSet(thread,null);
    }

}

自定义自旋锁进行测试：

package com.kuang.juc.lock;

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

public class TestSpinlock {


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

//        Lock lock = new ReentrantLock();
//        lock.lock();
//        lock.unlock();

        // 使用自定义的自旋锁，底层实现CAS
        Spinlock spinlock = new Spinlock();


        new Thread(()->{
            spinlock.mylock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                spinlock.myUnlock();
            }

        },"T1").start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

        new Thread(()->{
            spinlock.mylock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                spinlock.myUnlock();
            }

        },"T2").start();

    }

}

结果：

说明：

1、上面的T1先拿到锁，拿到锁后，判断Thread对象为空，将对象变为当前线程对象，自己没有自旋

2、T2线程这是进来了，Thread对象不为空，while循环条件为true，T2就一直处于自旋状态

3、T1解锁后，T2发现了 Thread对象重新置为了空，while条件不满足了，自旋结束，T2再进行解锁！

4、死锁

死锁是什么

死锁测试，怎么排除死锁！

package com.kuang.juc.lock;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DeadLockDemo {

    public static void main(String[] args) {

        String LockA="A";
        String LockB="B";

        new Thread(new MyThread(LockA,LockB),"线程a").start();
        new Thread(new MyThread(LockB,LockA),"线程b").start();
    }

}

class MyThread implements Runnable{

    private String LockA;

    private String LockB;

    public MyThread(String lockA, String lockB) {
        LockA = lockA;
        LockB = lockB;
    }

    @Override
    public void run() {

        synchronized (LockA){

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  Lock:" +LockA+"试图获取"+LockB);

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (LockB){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  Lock:" +LockB+"试图获取"+LockA);
            }

        }

    }
}

结果：

出现了死锁

原因：

1、常量池中的LockA，LockB都加了锁

2、线程a进来之后给进行赋值，赋值之后，常量池中LockA=A，LockB=B都加了锁，线程a中LockA=A，拿到了A的锁，又试图拿到B的锁

3、线程b进来之后，线程b中LockA=B，拿到了B的锁，又试图拿到A的锁

4、这就出现了死锁！

解决问题

1、使用jps -l定位进程号

2、使用jstack 进程号 查看死锁的堆栈信息：

面试或者工作中，排查问题：

1、看日志 9

2、看堆栈信息！ 1

说明
本课程来自于狂神说java系列课程的JUC：https://www.bilibili.com/video/BV1B7411L7tE，课程优质，欢迎大家去学习。
这个笔记是我上课一笔一笔写出来了

码农公寓