多线程--JUC并发编程

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多线程
JUC并发编程

声明：文档依据狂神视频所写

多线程

1.1 了解线程与进程

Process进程与Thread线程

进程是执行程序的一次执行过程，是动态的概念，是系统资源分配的单位
一个进程可以包含若干个线程，但一个进程至少有一个线程。线程是CPU调度和执行的单位
在java中默认2个线程，main和GC，并且java不可以开启线程，是通过本地的方法调用的，底层是C++

注意： 很多场景下多线程是模拟出来的，真正的多线程是指多个CPU，即多核。如果是模拟出来的多线程，即一个CPU下，在同一时间点，CPU只能执行一个代码，因为切换的很快，就有同时执行的错觉。

核心概念：

线程就是独立的执行路径
在程序运行是，即使没用自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程
main()为系统入口，用于执行整个程序
在一个进程中，如果开辟多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统密切相关，先后顺序是不能人为干预的
对用一份资源操作时，会存在资源抢夺问题，需要加入并发控制
线程会带来额外的开销，如CPU调度时间，并发控制开销
每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

在这里插入图片描述

1.2 线程创建（三种）

1.Thread class 继承Thread类

自定义线程类继承Thread类
重写run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start()方法启动线程

2.Runnable接口实现Runnable接口
定义MyRunnable类实现Runnable接口
实现run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，作为参数塞入Thread中，调用start()方法启动线程

3.Callable接口实现Callable接口
实现Callable接口，需要返回值类型
重写call方法，需要抛出异常
创建目标对象 t1
创建执行服务:ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1)
提交执行:Future result1 = ser.submit(t1)
获取结果:boolean r1 = result1.get()
关闭服务:ser.shutdownNow()

Thread与Runnable

继承Thread类：

子类继承Thread类具备多线程能力
启动线程：子类对象.start()
不建议使用：避免OOP单继承局限性

实现Runnable接口：

实现接口Runnable具有多线程能力
启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
优点：避免单继承局限性，灵魂方便，方便同一个对象被多个线程使用

与Callable相比 Runnable效率低且没有返回值

1.3代理对象

静态代理

定义：静态代理是在编译期间就已经确定代理类的实现方式，代理类和委托类是一对一的关系。
实现方式：手动编写代理类，在代理类中调用委托类的方法，并可以在方法调用前后添加额外的逻辑。
优点：易于理解和实现，可以直观地看到代理类的实现逻辑。
缺点：每个需要代理的类都需要一个代理类，增加了代码量和维护成本；不够灵活，无法做到通用代理。

// 委托类
interface Subject {
    void request();
}

// 委托类的具体实现
class RealSubject implements Subject {
    public void request() {
        System.out.println("RealSubject: Processing request");
    }
}

// 代理类
class Proxy implements Subject {
    private RealSubject realSubject = new RealSubject();

    public void request() {
        // 可以在调用委托类方法前后添加额外逻辑
        System.out.println("Proxy: Before request");
        realSubject.request();
        System.out.println("Proxy: After request");
    }
}

动态代理

定义：动态代理是在运行时动态生成代理类的方式，代理类在程序运行时创建，无需预先定义，可以实现通用的代理逻辑。
实现方式：使用Java的反射机制，在运行时创建代理类，并实现代理逻辑。
优点：可以实现通用的代理逻辑，减少重复代码；更加灵活，可根据需要动态添加代理。
缺点：相比静态代理，动态代理实现更为复杂。

// 委托类
interface Subject {
    void request();
}
// 委托类的具体实现
class RealSubject implements Subject {
    public void request() {
        System.out.println("RealSubject: Processing request");
    }
}
// 动态代理处理器
class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;
    public DynamicProxyHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("Proxy: Before request");
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("Proxy: After request");
        return result;
    }
}
// 创建动态代理
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        RealSubject realSubject = new RealSubject();
        //newProxyInstance是 Java 提供的用于创建代理对象的静态方法
        Subject proxy = (Subject) Proxy.newProxyInstance(
        		//指定类加载器，用于加载代理类
                realSubject.getClass().getClassLoader(),
                //指定被代理类实现的接口，确保代理对象和被代理对象拥有相同的接口。
                realSubject.getClass().getInterfaces(),
                //指定一个实现InvocationHandler接口的代理处理器，用于处理代理对象的方法调用。
                new DynamicProxyHandler(realSubject)
        );
        proxy.request();
    }
}

代码解释：
当调用 proxy.request() 方法时，实际上会触发代理对象的 invoke 方法。
在 DynamicProxyHandler 的 invoke 方法中，会执行代理逻辑，比如输出 “Proxy: Before request”，然后调用被代理对象的 request 方法。
被代理对象的 request 方法执行完成后，会再次回到 DynamicProxyHandler 的 invoke 方法中，继续执行代理逻辑，比如输出 “Proxy: After request”。

1.4 线程状态

在这里插入图片描述
一旦进入死亡，就不能再次启动

线程常用的方法

方法	说明
setPriority(int newPriority)	更改线程的优先级
static void sleep(long millis)	在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
void join()	等待该线程终止
static void yield()	暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程
boolean isAlive()	测试线程是否处于活动状态

停止线程

1.建议线程正常停止–>利用循环次数
2.建议使用标志位
3.不要使用stop、destroy等jdk不建议使用的方法
在这里插入图片描述

线程休眠

sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒数
sleep存在异常InterruptedException
sleep时间达到后线程进入就绪状态
sleep可以模拟网络延时，计时器等
每一个对象都有一把锁，sleep不会释放锁

线程礼让yield

礼让线程，让当前执行的线程暂停，但不阻塞
将线程从运行状态转为就绪状态
让CPU重新调度，礼让不一定成功

守护线程

线程分为用户线程和守护线程
虚拟机必须确保用户线程执行完毕
虚拟机不用等待守护线程执行完毕
用户线程执行完毕，守护线程随之也会终止

1.5死锁情况

四个条件
1.互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用
2.请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获取的资源保持不放
3.不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺
4.循环等待条件：若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

1.6Lock锁

new ReentrantLock() 获得锁
在这里插入图片描述

synchronized与Lock对比

lock是java类，synchronized内置的java关键字
lock是显示锁，需要自行的手动开启与关闭，synchronized是隐式锁，出了作用域自行释放锁
lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
使用lock锁，JVM将花费较少时间来调度线程，性能好，扩展性好
lock可重入锁，可中断锁，可手动设置非/公平，synchronized是可重入锁，不可中断的非公平锁
lock使用与大量的同步代码，synchronized适合少量的

线程常用的方法：

Thread.currentThread().getName() 获取线程名字
Thread.currentThread().getPriority()获取线程优先级默认5 最大10 最小1
thread.getState() 获取线程状态

sleep与wait的区别

来源不同：wait来自object 而sleep是Thread
释放时机不同：wait在等待时会释放锁，sleep不会
使用范围不同：wait必须使用在同步代码块中，sleep可以放在任意地方
是否有异常：
Thread.sleep() 方法会抛出 InterruptedException 异常，需要进行异常处理。
Object.wait() 方法也会抛出 InterruptedException 异常，需要在同步代码块中捕获异常并处理。

JUC并发编程

JUC：java.util.concurrent

并发：多线程操作同一个资源
CPU一核，模拟出多条线程执行，实际是快速切换执行
并行：多线程同时执行
CPU多核，多线程同时执行

1. 生产者消费者

1.1 生产者和消费者问题：synchronized版

判断等待、业务、通知

public class Demo04 {
 public static void main(String[] args) {
     Data data = new Data();
     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();
 }
}
// 判断等待，业务，通知
class Data {
 private int i = 0;
 // +1
 public synchronized void increment() throws InterruptedException {
     if (i != 0) {
         this.wait();
     }
     i++;
     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + i);
     // 通知其他线程我+1完成
     this.notifyAll();
 }
 // -1
 public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
     if (i==0){
         this.wait();
     }
     i--;
     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + i);
     // 通知其他线程，我-1完毕
     this.notifyAll();
 }
}

问题存在：A、B、C、D四个线程！虚假唤醒问题
if改成while解决虚假唤醒，原因是if只会判断一次

在这里插入图片描述

1.2 生产者和消费者问题：JUC版

在这里插入图片描述

public class Demo04 {
 public static void main(String[] args) {
     Data data = new Data();
     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();
 }
}
// 判断等待，业务，通知
class Data {
 private int i = 0;
 Lock lock = new ReentrantLock();
 Condition condition = lock.newCondition();
 // +1
 public  void increment() throws InterruptedException {
     lock.lock();
     try {
         while (i != 0) {
             condition.await();
         }
         i++;
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + i);
         // 通知其他线程我+1完成
         condition.signalAll();
     } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
     } finally {
         lock.unlock();
     }
 }
 // -1
 public void decrement() throws InterruptedException {
     lock.lock();
     try {
         while (i==0){
             condition.await();
         }
         i--;
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + i);
         // 通知其他线程，我-1完毕
         condition.signalAll();
     } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
     } finally {
         lock.unlock();
     }
 }
}

1.3 Condition实现精准通知唤醒

通过signal()指定那个线程执行

public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        Data01 data01 = new Data01();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data01.A();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "A").start();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data01.B();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "B").start();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    data01.C();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, "C").start();
    }
}
// 判断等待，业务，通知
//A执行完调用B，B执行完调用C，C执行完调用A
class Data01 {
    private int num = 1;// 1A 2B 3C
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition1 = lock.newCondition();
    private Condition condition2 = lock.newCondition();
    private Condition condition3 = lock.newCondition();
    public void A() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            // 业务代码，判断=>执行=>通知！
            while (num!=1){
                condition1.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>AAAAA");
            num = 2;
            // 唤醒指定的线程，B
            condition2.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void B() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (num!=2){
                condition2.await();
            }
            num = 3;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>BBBBB");
            // 唤醒指定的线程，C
            condition3.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void C() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (num!=3){
                condition3.await();
            }
            num = 1;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>CCCCC");
            // 唤醒指定的线程，A
            condition1.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

2. 八锁问题（狂神JUC-P10）

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();

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

class Phone {
    public synchronized void send() {
        System.out.println("发短信");
    }

    public synchronized void call() {
        //现象二时添加，让线程先睡4秒种
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("打电话");
    }
}

现象一：两个方法都使用synchronized关键字，先执行打电话
现象二：让线程先睡4秒，结果依然是先打电话
原因：synchromized锁的是方法的调用者，并且开启的两个线程方法使用的是同一把锁，那么就会出现谁先拿到谁先执行的现象。及时我们让call方法sleep了4秒，依然是call方法先执行。

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone2 phone1 = new Phone2();
        Phone2 phone2 = new Phone2();

        new Thread(() -> {
            phone1.call();
        }, "A").start();

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

        new Thread(() -> {
//            phone1.hello();
            phone2.send();
        }, "B").start();
    }
}

class Phone2 {
    public synchronized void send() {
        System.out.println("发短信");
    }

    public synchronized void call() {
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("打电话");
    }
    public void hello() {
        System.out.println("hello");
    }
}

现象三：在之前代码的基础上，新添加一个普通的方法，此时先执行hello方法
现象四：新实例化一个phone对象，使用不同的对象去调用方法，此时先执行发短信
原因：普通方法没有锁就不是同步方法不受锁的影响，又由于时间的延迟，所以先打印hello.现象四中，使用了不同的对象，以至于是锁的对象不是同一个，所以先发短信。

public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone3 phone1 = new Phone3();
        Phone3 phone2 = new Phone3();

        new Thread(() -> {
            phone1.call();
        }, "A").start();

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

        new Thread(() -> {
            //phone1.send();
            phone2.send();
        }, "B").start();
    }
}

class Phone3 {
    public static synchronized void send() {
        System.out.println("发短信");
    }

    public static synchronized void call() {
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("打电话");
    }
}

现象五：在之前代码的基础上，方法前添加static关键字，先执行打电话
现象六：再添加一个对象，使用不同的对象进行方法的打印，依然是先执行打电话
原因：当我们添加了static关键字以后，此时我们先打印打电话，不仅是因为我们拿到的是同一个对象的锁，还因为我们的锁是直接锁的该类的Class模板。当我们再新添加一个对象时，由于我们使用了static，直接锁在模板上，所以依然是先执行打电话

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone4 phone1 = new Phone4();
        Phone4 phone2 = new Phone4();

        new Thread(() -> {
            phone1.call();
        }, "A").start();

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

        new Thread(() -> {
//            phone1.send();
            phone2.send();
        }, "B").start();
    }
}

class Phone4 {
    public synchronized void send() {
        System.out.println("发短信");
    }

    public static synchronized void call() {
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("打电话");
    }
}

现象七：当去掉一个锁方法的static关键字以后，先打印发短信
现象八：当我们新建一个对象后，是有不同的对象去调用，还是先打印发短信
原因：现象7中，只添加了一个static关键字，模板只有一部分被锁，则先打印发短信。现象8中，又新建了一个对象，因为锁的东西不一样（打电话锁模板，发短信锁对象），所以先执行发短信。
只有当锁的对象或模板时同一个的时候，才能借助调用的顺序来执行。

3. 集合类不安全

3.1 ArryList集合–>CopyOnWriteArrayList

多线程下不安全；可能会报错：java.util.ConcurrentModificationException （并发修改异常）

// java.util.ConcurrentModificationException：并发修改异常
//解决方案：
//List<String> list = new Vector<>();  效率低
//List<String> strings = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
//List<String> strings = new CopyOnWriteArrayList<>(); 推荐
public class Test11 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> strings = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                strings.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(strings);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}
//CopyOnWriteArrayList 写入时复制，是COW思想  是一种优化策略
//多个线程调用时，list 读取数据时候固定的   
//写入的为了避免覆盖，在写入的时候复制一份，复制完之后再给调用者

3.2 HashSet集合–>CopyOnWriteArraySet

底层new了一个HashMap，在add时，map.put(e,PRESENT) key是不能重复的，PRESENT是一个常量无意义

// java.util.ConcurrentModificationException：并发修改异常
//解决方案：
//Set<String> strings = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
//Set<String> strings = new CopyOnWriteArraySet<>();
public class Test11 {
    public static void main(String[] args) {
        // Set<String> strings = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
        HashSet<String> strings = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                strings.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(strings);
            }).start();
        }
    }
}

3.3 Map–>ConcurrentHashMap

工作中不会使用到HashMap

// java.util.ConcurrentModificationException：并发修改异常
//解决方案：
//使用Map<String, String> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();
public class Test11 {
    public static void main(String[] args) {
        // 默认相当于
        Map<String, String> map = new HashMap<>(16, 0.75F);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                map.put(Thread.currentThread().getName(),UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(map);
            }).start();
        }
    }
}

4. Callable接口

Callable接口类似于Runnable接口，线程第三种创建方式。
可以抛出异常。
可以有返回值。
实现方法不同。run/call方法
底层：Runnable有一个实现类FutureTask
new Thread(new Runnable()).start = new Thread(new FutureTask(Callable)).start

public class CallableTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        FutureTask futureTask = new FutureTask(new MyThread());// 适配类
        new Thread(futureTask,"A").start();
        new Thread(futureTask,"B").start();// 打印一个Call，结果会被缓存，提高效率
        // get方法可能会产生阻塞  原因：要等待结果的返回
        Integer s = (Integer) futureTask.get();
        System.out.println(s);
    }
}
class MyThread implements Callable<Integer>{
    @Override
    public Integer call(){
        System.out.println("Call");
        return 1024;
    }
}
输出：
call()
1024
原因结果是存入缓存，

5. 常用辅助类

5.1 CountDownLatch（减法计数器）

1.多线程任务汇总。2.多线程任务阻塞住，等待发令枪响，一起执行。

在主线程等待所有子线程完成任务后再继续执行。
实现多个线程等待某个共同事件的发生后再继续执行。

// 计数器
//每次有线程调用，数量-1，当计数器归零，countDownLatch.await()就会被唤醒向下执行。
public class CountDownLatchDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 总数是6，必须要是执行任务的时候使用
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>Go Out");
                countDownLatch.countDown();// 数量-1
            }).start();
        }
        countDownLatch.await();// 等待计数器归零，然后再往下执行
        System.out.println("关门");
    }
}
输出：
Thread-0=>Go Out
Thread-5=>Go Out
Thread-3=>Go Out
Thread-1=>Go Out
Thread-2=>Go Out
Thread-4=>Go Out
关门

5.2 CyclicBarrier（加法计数器）

将多个线程的计算结果合并成一个结果。
实现分段任务的并行计算，每个线程负责一段，然后在屏障点合并结果。

// 相当于加法计数器
public class CyclicBarrierDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 集齐七颗龙珠召唤神龙
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7, () -> {// 如果计数器为7，线程只有6个，则会等待，不进行召唤神龙
            System.out.println("召唤神龙");
        });
        for (int i = 0; i < 7; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "收集" + temp + "个龙珠！");
                try {
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}
输出：
Tread-1收集1个龙珠！
Tread-5收集5个龙珠！
Tread-0收集0个龙珠！
Tread-2收集2个龙珠！
Tread-3收集3个龙珠！
Tread-4收集4个龙珠！
召唤神龙

5.3 Semaphore（信号量）

控制同时访问资源的线程数量，如连接池限流。
控制流量，限制最大并发数。

//semaphore.acquire();获得，假设已经满了则等待，等待其他线程释放。
//semaphore.release();释放，会将当前的信号量释放+1，然后唤醒等待的线程。
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 = 0; i < 6; i++) {
            new Thread(()->{
                try {
                    semaphore.acquire();// 得到
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到车位！");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"离开车位！");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    semaphore.release();// 释放
                }
            }).start();
        }
    }
}

在这里插入图片描述

6. ReadWriteLock 读写锁

ReadWriteLock接口有一个实现类ReentrantReadWriteLock类。
读可以被多个线程同时读，写的时候只能有一个线程去写
创建ReentrantReadWriteLock使用writeLock/readLock获取锁，最后释放锁

/**
 * 独占锁（写锁）：一次只能被一个线程占有
 * 共享锁（读锁）：多个线程可以同时占有
 * ReentrantLock:
 * 读-读：可以共存
 * 读-写：不可以共存
 * 写-写：不可以共存
 */
public class ReentrantLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyCacheLock myCache = new MyCacheLock();
        // 5个线程写
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(() -> {
                myCache.put(temp + "", temp + "");
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
        // 5个线程读
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(() -> {
                myCache.get(temp + "");
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}
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();
    // 写，同时只有一个线程写
    public void put(String key, Object obj) {
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入");
            map.put(key, obj);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入OK");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }
    }
    // 读，所有线程都可以读
    public void get(String key) {
        readWriteLock.readLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取");
            map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取OK");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }
    }
}

7. 阻塞队列

写时队列满时阻塞等待，读时队列空时阻塞等待
使用场景：多线程并发处理，线程池
在这里插入图片描述

7.1 四组API

方式	抛出异常	有返回值，不抛异常	阻塞，一直等待	阻塞，超时等待
添加	add()	offer()	put()	offer(,)
移除	remove()	pull()	take()	pull(,)
检测队首元素	element()	peek()	-	-

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test4();
    }
    // 抛出异常：java.lang.IllegalStateException: Queue full
    public static void test1(){
        // 队列的大小为3
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        // add()方法返回boolean值
        boolean flag1 = blockingQueue.add("a");
        boolean flag2 = blockingQueue.add("b");
        boolean flag3 = blockingQueue.add("c");
        boolean flag4 = blockingQueue.add("d");// add添加元素超过队列的长度会抛出异常java.lang.IllegalStateException: Queue full
        System.out.println(blockingQueue.element());// 获得队首元素
        System.out.println("=========");
        // remove()返回本次移除的元素
        Object e1 = blockingQueue.remove();
        Object e2 = blockingQueue.remove();
        Object e3 = blockingQueue.remove();
        Object e4 = blockingQueue.remove();// 队列中没有元素仍继续移除元素会抛出异常java.util.NoSuchElementException
    }
    // 有返回值，不抛出异常
    public static void test2(){
        // 队列的大小为3
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        // offer返回boolean值
        boolean flag1 = blockingQueue.offer("a");
        boolean flag2 = blockingQueue.offer("b");
        boolean flag3 = blockingQueue.offer("c");
        //boolean flag4 = blockingQueue.offer("d");// offer添加元素超过队列的长度会返回false
        System.out.println(blockingQueue.peek());// 获得队首元素
        System.out.println("=========");
        // poll()返回本次移除的元素
        Object poll1 = blockingQueue.poll();
        Object poll2 = blockingQueue.poll();
        Object poll3 = blockingQueue.poll();
        Object poll4 = blockingQueue.poll();// 队列中没有元素仍继续移除元素会打印出null
    }
    // 阻塞，一直等待
    public static void test3() throws InterruptedException {
        // 队列的大小为3
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        // put没有返回值
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");
        //blockingQueue.put("d");// put添加元素超过队列的长度会一直等待
        System.out.println("=========");
        // take()返回本次移除的元素
        Object take1 = blockingQueue.take();
        Object take2 = blockingQueue.take();
        Object take3 = blockingQueue.take();
        Object take4 = blockingQueue.take();// 队列中没有元素仍继续移除元素会一直等待
    }
    // 阻塞，超时等待
    public static void test4() throws InterruptedException {
        // 队列的大小为3
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        // offer返回boolean值
        boolean flag1 = blockingQueue.offer("a");
        boolean flag2 = blockingQueue.offer("b");
        boolean flag3 = blockingQueue.offer("c");
        // offer添加元素超过队列的长度会返回false；并且等待指定时间后推出，向下执行
        boolean flag4 = blockingQueue.offer("d", 2, TimeUnit.SECONDS);
        System.out.println("=========");
        // poll()返回本次移除的元素
        Object poll1 = blockingQueue.poll();
        Object poll2 = blockingQueue.poll();
        Object poll3 = blockingQueue.poll();
        // 队列中没有元素仍继续移除元素会打印出null，等待指定之间后退出。
        Object poll4 = blockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS);
    }
}

7.2 SynchronousQueue同步队列

同步队列与其他的BlockingQueue不一样，SynchronousQueue不存储元素，put了一个元素，必须从里面先take取处理，否则不能再put进去值；

8. 线程池

优点：降低资源的消耗，提高响应速度，方便管理
3大方法，7大参数，4种拒绝策略

在线程池创建中不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor创建，避免资源耗尽OOM的风险

3大方法
Executors.newSingleThreadExecutor() //单个线程
Executors.newFixedThreadExecutor(5) //创建一个固定的线程池大小
Executors.newCachedThreadExecutor() //可伸缩的线程池

7大参数
new ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize, //核心线程数
int maximumPoolSize, //最大线程数
long keepAliveTime,//等待时长
TimeUnit unit,//时间单位
BlockingQueue workQueue,//阻塞队列
ThreadFactory threadFactory,//线程工程（不用动默认即可）
RejecteadExecutionHandler handle//拒绝策略)
ps:如何去定义最大线程数：

IO密集型：判断程序中十分消耗IO的线程，线程数大于他们数量
CPU密集型：处理器几核就设置几核，保存CPU效率最高
获取CPU核数
Runtime.getRuntime().availableProcessors()

4种拒绝策略
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy(); // 抛出异常
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();// 哪来的去哪（主线程来的，就回去让主线程执行）
new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy();// 丢掉任务，不抛出异常
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy();// 尝试和最早的竞争，竞争失败了也丢掉任务，也不抛出异常

lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算

9. 四大函数式接口

函数式接口就是接口中只有一个方法

9.1 Function函数式接口

接收一个输入参数，并返回一个结果。通常用于对输入进行转换或映射。

@FunctionlInterface
public interface Function<T,R>{ //T传入参数，R返回参数
	R apply(T t);
}
示例：
public class FunctionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Function<String, String> function = (str) -> {return str;};
        System.out.println(function.apply("aaaaaaaaaa"));
    }
}

9.2 Predicate 断定型接口

接收一个输入参数，返回一个布尔值结果。通常用于对输入进行条件判断。

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T>{ //传入参数T，只能返回Boolean值
	boolean test(T t);
}
示例：
public class PredicateDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Predicate<String> predicate = (str) -> {return str.isEmpty();};
        // false
        System.out.println(predicate.test("aaa"));
        // true
        System.out.println(predicate.test(""));
    }
}

9.3 Suppier供给型接口

不接受任何输入参数，但返回一个结果。通常用于提供数据的场景，比如工厂方法等。

@FunctionalInterface
public interface Suppier<T>{ //无参，有返回值
	T get( );
}
示例：
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<String> supplier = ()->{return "1024";};
        System.out.println(supplier.get());
    }
}

9.4 Consummer 消费型接口

接收一个输入参数，但不返回任何结果。通常用于对参数进行一些操作，比如打印、修改状态等。

@FunctionalInterface
public interface Consummer <T>{ //有参，无返回值
	void accept(T t);
}
示例：
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Consumer<String> consumer = (str)->{
            System.out.println(str);
        };
        consumer.accept("abc");
    }
}

10. Stream流式计算

11. ForkJoin

ForkJoin 特点：工作窃取！采用双端队列
MapReduce 核心思想->把大任务拆分为小任务
如何使用：

1、通过ForkJoinPool来执行
2、计算任务 execute(ForkJoinTask<?> task)
3、计算类要去继承ForkJoinTask；

ForkJoin 的计算类
public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {
    private long star;
    private long end;
    /** 临界值 */
    private long temp = 1000000L;

    public ForkJoinDemo(long star, long end) {
        this.star = star;
        this.end = end;
    }

    /**
     * 计算方法
     * @return
     */
    @Override
    protected Long compute() {
        if ((end - star) < temp) {
            Long sum = 0L;
            for (Long i = star; i < end; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        }else {
            // 使用ForkJoin 分而治之 计算
            //1 . 计算平均值
            long middle = (star + end) / 2;
            ForkJoinDemo forkJoinDemo1 = new ForkJoinDemo(star, middle);
            // 拆分任务，把线程压入线程队列
            forkJoinDemo1.fork();
            ForkJoinDemo forkJoinDemo2 = new ForkJoinDemo(middle, end);
            forkJoinDemo2.fork();
            long taskSum = forkJoinDemo1.join() + forkJoinDemo2.join();
            return taskSum;
        }
    }
}

测试类
public class ForkJoinTest {
    private static final long SUM = 20_0000_0000;

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        test2();
        test3();
    }
    /**
     * 使用ForkJoin 方法
     */
    public static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {
        long star = System.currentTimeMillis();
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinDemo(0L, SUM);
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);
        Long along = submit.get();

        System.out.println(along);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("时间：" + (end - star));
        System.out.println("-----------");
    }
    /**
     * 使用 Stream    并行流   计算
     */
    public static void test3() {
        long star = System.currentTimeMillis();

        long sum = LongStream.range(0L, 20_0000_0000L).parallel().reduce(0, Long::sum);
        System.out.println(sum);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("时间：" + (end - star));
        System.out.println("-----------");
    }
}

12. 异步回调

Future 设计的初衷：对将来的某个事件结果进行建模
Future接口有一个实现类CompletableFuture

（1）没有返回值的runAsync异步回调

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException 
{
        // 发起 一个 请求

        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        System.out.println("---------------------");
        CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(()->{
            //发起一个异步任务
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }      
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".....");
        });
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        System.out.println("------------------------------");
        //输出执行结果
        System.out.println(future.get());  //获取执行结果
 }

（2）有返回值的异步回调supplyAsync

//有返回值的异步回调
CompletableFuture<Integer> completableFuture=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    try {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        int i=1/0;
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return 1024;
});
System.out.println(completableFuture.whenComplete((t, u) -> {
    //success 回调
    System.out.println("t=>" + t); //正常的返回结果
    System.out.println("u=>" + u); //抛出异常的 错误信息
}).exceptionally((e) -> {
    //error回调
    System.out.println(e.getMessage());
    return 404;
}).get());
whenComplete: 有两个参数，一个是t 一个是u
T：是代表的 正常返回的结果；
U：是代表的 抛出异常的错误信息；
如果发生了异常，get可以获取到exceptionally返回的值；

13. JMM

JMM：JAVA内存模型，不存在的东西，是一个概念，也是一个约定！
关于JMM的一些同步的约定：
1、线程解锁前，必须把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工作内存中；
3、加锁和解锁是同一把锁；
线程中分为工作内存、主内存

JMM8种操作:
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；
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；

问题：线程B修改了值，但线程A不能及时可见怎么办？
解决办法采用：Volatile

14. Volatile

Volatile 是 Java 虚拟机提供轻量级的同步机制
1、保证可见性
2、不保证原子性
3、禁止指令重排

14.1 保证可见性

public class JMMDemo01 {
    // 如果不加volatile 程序会死循环
    // 加了volatile是可以保证可见性的
    private volatile static Integer number = 0;
    public static void main(String[] args) {
        //main线程
        //子线程1
        new Thread(()->{
            while (number==0){
            }
        }).start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //子线程2
        new Thread(()->{
            while (number==0){
            }
        }).start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        number=1;  //主线程对其修改为1
        System.out.println(number);
    }
}

14.2 不保证原子性

原子性：不可分割；
线程A在执行任务的时候，不能被打扰的，也不能被分割的，要么同时成功，要么同时失败。

public class VDemo02 {
    private static volatile int number = 0;
    public static void add(){
    	 //++ 不是一个原子性操作，是两个~3个操作
        number++; 
    }
    public static void main(String[] args) {
        //理论上number  === 20000
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 1; j <= 1000 ; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }
        while (Thread.activeCount()>2){
            //main  gc
            Thread.yield();
        }
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",num="+number);
    }
}

如果不加lock和synchronized ，怎么样保证原子性？
采用原子类
java.util.concurrent.atomic–AtomicBoolean/AtomicInteger/AtomicLong
原子类的底层是Unsafe这个类，可以直接操作内存修改值

public class VDemo02 {
    private static volatile AtomicInteger number = new AtomicInteger();
    public static void add(){
//        number++;
        number.incrementAndGet();  //底层是CAS保证的原子性
    }
    public static void main(String[] args) {
        //理论上number  === 20000
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 1; j <= 1000 ; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }
        while (Thread.activeCount()>2){
            //当线程数大于2时，让他们一直处理 礼让 当等于2时表示执行完毕 main  gc
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",num="+number);
    }
}

14.3 禁止指令重排

处理器在进行指令重排的时候，会考虑数据之间的依赖性！
volatile可以避免指令重排：volatile中会加一道内存的屏障，这个内存屏障可以保证在这个屏障中的指令顺序。
在这里插入图片描述
哪里使用内存屏障最多：单例模式

15. 单例模式：饿汉式、懒汉式

单例思想构造器私有化
1）饿汉式
不管三七二十一，上来就new一个对象

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];
    //构造器私有化
    private Hungry(){
    }
    private final static Hungry hungry = new Hungry();
    //static  共享数据  数据可见
    public static Hungry getInstance(){
        return hungry;
    }
}

2）DCL(双重检锁)懒汉式

//懒汉式单例模式
public class LazyMan {
    private static boolean key = false;
    private LazyMan(){
    	//避免因为反射 通过空参获取构造器 来创建对象 就在里面加锁
        synchronized (LazyMan.class){
        //若通过反射获取两个对象，此时只上锁是不行的 还需要标志位来判断
            if (key==false){
                key=true;
            }
            else{
                throw new RuntimeException("不要试图使用反射破坏异常");
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
    }
    private volatile static LazyMan lazyMan;
    //双重检测锁模式 简称DCL懒汉式
    public static LazyMan getInstance(){
        //需要加锁
        if(lazyMan==null){
            synchronized (LazyMan.class){
                if(lazyMan==null){
                    lazyMan=new LazyMan();
                    /**  底层是以下三步
                     * 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
                     * 
                     *  就有可能出现指令重排问题
                     *  比如执行的顺序是1 3 2 等
                     *  我们就可以添加volatile保证指令重排问题
                     */
                }
            }
        }
        return lazyMan;
    }
    //单线程下 是ok的
    //但是如果是并发的
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
        //Java中有反射
//        LazyMan instance = LazyMan.getInstance();
		//从反射中获取对象，并篡改
		//篡改标志位
        Field key = LazyMan.class.getDeclaredField("key");
        key.setAccessible(true);
        //null  获取空参构造器
        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);
        declaredConstructor.setAccessible(true); //无视了私有的构造器
        //通过反射获得对象  newInstance  
        LazyMan lazyMan1 = declaredConstructor.newInstance();
        key.set(lazyMan1,false);
        LazyMan instance = declaredConstructor.newInstance();
        System.out.println(instance);
        System.out.println(lazyMan1);
        System.out.println(instance == lazyMan1);
    }
}

3）静态内部类

//静态内部类
public class Holder {
    private Holder(){

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

在单例模式下，都是不安全的，因为存在反射
反射破坏不了枚举
此时解决办法上枚举 enum本身也是一个Class类
enum没有无参构造器有一个有参构造（String s，int i）

//enum 是什么？ enum本身就是一个Class 类
public enum EnumSingle {
    INSTANCE;
    public EnumSingle getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

class Test{
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        EnumSingle instance1 = EnumSingle.INSTANCE;
        Constructor<EnumSingle> declaredConstructor = EnumSingle.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        //EnumSingle.class.getDeclaredConstructor()此时 报NoSuchMethodException 没有空参构造
        EnumSingle instance2 = declaredConstructor.newInstance();
        System.out.println(instance1);
        System.out.println(instance2);
        //EnumSingle.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class)此时报不能破坏单例
    }
}

16. 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，那么则执行操作！如果不是就一直循环，使用的是自旋锁。

缺点：

循环会耗时；
一次性只能保证一个共享变量的原子性；
它会存在ABA问题

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

        //boolean compareAndSet(int expect, int update)
        //期望值、更新值
        //如果实际值 和 我的期望值相同，那么就更新
        //如果实际值 和 我的期望值不同，那么就不更新
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());  //输出：2021

        //因为期望值是2020  实际值却变成了2021  所以会修改失败
        //CAS 是CPU的并发原语
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());
    }
}

16.1 ABA问题（狸猫换太子）偷偷的改变值，又改回来

在这里插入图片描述
解决ABA问题：思想是乐观锁–原子引用(带版本号的原子操作)

public class CASDemo {
    /**AtomicStampedReference 注意，如果泛型是一个包装类，注意对象的引用问题
     * 正常在业务操作，这里面<Integer>比较的都是一个个对象
     */
     //AtomicStampedReference<>(初始值，初始时间戳（版本号）)
    static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = 
    		new  AtomicStampedReference<>(1, 1);

    // CAS compareAndSet : 比较并交换！
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); // 获得版本号
            System.out.println("a1=>" + stamp);
            
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 修改操作时，版本号更新 + 1
            atomicStampedReference.compareAndSet(1, 2,
                    atomicStampedReference.getStamp(),
                    atomicStampedReference.getStamp() + 1);
            
            System.out.println("a2=>" + atomicStampedReference.getStamp());
            // 重新把值改回去， 版本号更新 + 1
            System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(2, 1,
                    atomicStampedReference.getStamp(),
                    atomicStampedReference.getStamp() + 1));
            System.out.println("a3=>" + atomicStampedReference.getStamp());
        }, "a").start();
        
        // 乐观锁的原理相同！
        new Thread(() -> {
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); // 获得版本号
            System.out.println("b1=>" + stamp);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(1, 3,
                    stamp, stamp + 1));
            System.out.println("b2=>" + atomicStampedReference.getStamp());
        }, "b").start();
    }
}

17. 各种锁的理解

17.1 公平锁FairSync、非公平锁NonfairSync

默认都是非公平锁
1.公平锁：非常公平，不能插队，必须先来后到
2.非公平锁：非常不公平，允许插队，可以改变顺序

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

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

17.2 可重入锁

在这里插入图片描述
1）Synchonized 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");
        call();//这里也有一把锁 （相当于包含关系）
    }
    public synchronized void call(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"call");
    }
}
输出：
Asms
Acall
Bsms
Bcall

2）Lock锁

lock锁必须配对，相当于lock和 unlock 必须数量相同；
在外面加的锁，也可以在里面解锁；在里面加的锁，在外面也可以解锁；

//lock
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：这个是两把锁，两个钥匙
        //lock.lock();  lock锁必须配对，否则就会死锁在里面
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=> sms");
            call();//这里也有一把锁
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void call(){
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> call");
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        finally {
            lock.unlock();
        }
    }

17.3 自旋锁

T2线程在没有获取锁的时候会自旋等待
当T1释放锁之后，T2才能获取锁继续执行
在这里插入图片描述

17.4 死锁

死锁产生的四个必要条件
互斥条件： 资源是独占的且排他使用，进程互斥使用资源，即任意时刻一个资源只能给一个进程使用，其他进程若申请一个资源，而该资源被另一进程占有时，则申请者等待直到资源被占有者释放。
不可剥夺条件： 进程所获得的资源在未使用完毕之前，不被其他进程强行剥夺，而只能由获得该资源的进程资源释放。
请求和保持条件： 进程每次申请它所需要的一部分资源，在申请新的资源的同时，继续占用已分配到的资源。
循环等待条件： 在发生死锁时必然存在一个进程等待队列{P1,P2,…,Pn},其中P1等待P2占有的资源，P2等待P3占有的资源，…，Pn等待P1占有的资源，形成一个进程等待环路

public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        String lockA= "lockA";
        String lockB= "lockB";

        new Thread(new MyThread(lockA,lockB),"t1").start();
        new Thread(new MyThread(lockB,lockA),"t2").start();
    }
}

class MyThread implements Runnable{
    private String lockA;
    private String lockB;
    public MyThread(String lockA, String lockB) {
        this.lockA = lockA;
        this.lockB = lockB;
    }
    @Override
    public void run() {
        synchronized (lockA){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" lock"+lockA+"===>get"+lockB);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (lockB){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" lock"+lockB+"===>get"+lockA);
            }
        }
    }
}

查看死锁：
1、使用jps定位进程号命令：jps-l
2、使用jstack 进程号找到死锁信息
在这里插入图片描述
JUC
常用代码：
Runtime.getRuntime().availableProcessors() 获取cpu核数
DOS命令
进入编译文件进行javap -c xxx.class 获取字节码文件