1、多线程安全问题 2、等待唤醒机制

罗志环发布于2019-08-14 18:42 / 907人阅读

摘要：线程操作共享数据的安全问题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。唤醒全部可以将线程池中的所有线程都唤醒。

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。

=======================第二节课开始=============================================

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();
            }
          }
      }
    }
  }

=======================第三节课开始=============================================

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); 
        }
      }
  }

=================================第四节课=========================================

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();
  }
 }

20eclipse问题

A:eclipse问题

GPU云服务器云服务器 java多线程问题 java的多线程问题多线程安全 webrtc直播 1对多问题

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Java基础学习——多线程之线程间通信（安全问题、等待唤醒机制）

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CocoaChina 2019-08-16 10:26 评论0 收藏0
Java011-多线程

摘要：多线程进程正在进行中的程序。所以容易出现线程安全问题。等待唤醒机制涉及的方法将同步中的线程处于冻结状态。返回该线程的字符串表示形式，包括线程名称优先级和线程组。暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。多线程：进程：正在进行中的程序。其实进程就是一个应用程序运行时的内存分配空间。线程：其实就是进程中一个程序执行控制单元，一条执行路径。进程负责的是应用程序的空间的标示。线程负责的是应...

gekylin 2019-08-16 14:47 评论0 收藏0
i++ 是线程安全的吗？

摘要：例子先来看下面的示例来验证下到底是不是线程安全的。上面的例子我们期望的结果应该是，但运行遍，你会发现总是不为，至少你现在知道了操作它不是线程安全的了。它的性能比较好也是因为避免了使线程进入内核态的阻塞状态。例子先来看下面的示例来验证下 i++ 到底是不是线程安全的。 1000个线程，每个线程对共享变量 count 进行 1000 次 ++ 操作。 showImg(https://s...

RyanQ 2019-08-16 12:37 评论0 收藏0
从0到1实现自己的阻塞队列(上)

摘要：而且在大多数经典的多线程编程资料中，阻塞队列都是其中非常重要的一个实践案例。甚至可以说只有自己动手实现了一个阻塞队列才能真正掌握多线程相关的。为什么会发生这种情况呢原因就是在我们实现的这个阻塞队列中完全没有线程同步机制，所以同时并发进行的个阻塞队列不止是一道热门的面试题，同时也是许多并发处理模型的基础，比如常用的线程池类ThreadPoolExecutor内部就使用了阻塞队列来保存等...

niceforbear 2019-08-16 17:04 评论0 收藏0
Java并发编程笔记（二）

摘要：本文探讨并发中的其它问题线程安全可见性活跃性等等。当闭锁到达结束状态时，门打开并允许所有线程通过。在从返回时被叫醒时，线程被放入锁池，与其他线程竞争重新获得锁。本文探讨Java并发中的其它问题：线程安全、可见性、活跃性等等。在行文之前，我想先推荐以下两份资料，质量很高：极客学院-Java并发编程读书笔记-《Java并发编程实战》线程安全《Java并发编程实战》中提到了太多的术语...

NickZhou 2019-08-15 14:19 评论0 收藏0