多线程基础部分

2、线程、进程、多线程：

程序、进程、线程的关系
程序是静态的，程序跑起来成为进程，进程是系统分配资源的单位，进程包含若干个线程，一个进程至少包含一个线程，否则没有存在的意义
一个进程内的线程之间是可以共享资源的。
线程：线程也存在并发、并行（单个CPU时间片轮转、一个时间点，多个CPU上的真同时）
一些概念：
线程就是独立的执行路径
在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程、GC线程；
main（）称之为主线程，是系统的入口，用于执行整个程序；
在一个进程中，如果开辟了多个线程，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的，先后顺序是不能人为干预的；
对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，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。

3、继承Thread类

创建线程的三种方式

创建线程方式一：
继承Thread类，重写run()方法，调用start开启线程
总结：线程开启不一定立即执行，有CPU调度执行

不建议使用继承Thread类：避免OOP单继承局限性

public class TestThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代码----"+ i);
        }
    }

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

        //创建线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();

        //调用start()方法开启线程
        testThread1.start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程-------"+ i);
        }
    }
}

4、网图下载

package com.fang.demo01;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

//练习Thread，实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread{
    private String url;         //网络图片地址
    private String name;        //保存的文件名

    public TestThread2(String url, String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url, name);
        System.out.println("下载量文件名为："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://i0.hdslb.com/bfs/sycp/creative_img/202006/6d586392ee5c3b537d5b5c832fc02c19.jpg","1.jpg");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://i0.hdslb.com/bfs/sycp/creative_img/202002/6bc0da8a84ece9e200fce8b7ec8b08c8.png","2.png");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("https://i0.hdslb.com/bfs/sycp/creative_img/202006/dde761ef0291bc064d8ba955e0b266a7.jpg","3.jpg");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    public void downloader(String url, String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
        }
    }
}

5、实现Runnable

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，调用start()方法启动线程
创建线程方式二：

推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

package com.fang.demo01;

public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代码----"+ i);
        }
    }

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

        //创建Runnable接口的实现类对象
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();

        //创建线程对象，调用start()方法开启线程
        new Thread(testThread3).start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程-------"+ i);
        }
    }
}

6、初识并发问题

package com.fang.demo01;
//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子
public class TestThread4 implements Runnable{
    //票数
    private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            if(ticketNums <= 0){
                break;
            }
            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums-- +"张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 tiket = new TestThread4();

        new Thread(tiket,"小明").start();
        new Thread(tiket,"老师").start();
        new Thread(tiket,"黄牛党").start();
    }
}

出现了安全问题

7、模拟龟兔赛跑

package com.fang.demo01;
//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable{
    //胜利者
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            //模拟兔子休息
            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i % 10 == 0){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            //如果比赛结束了，就停止程序
            if(flag)
                break;

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"跑了"+i+"步");
        }
    }
    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
        //判断是否有胜利者
        if(winner != null){//已经存在胜利者了
            return true;
        }{
            if(steps >= 100){
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is "+winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();

        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}

8、实现Callable接口（了解）

创建线程方式三：实现callable接口

callable的好处
1、可以定义返回值
2、可以抛出异常

package com.fang.demo02;

import com.fang.demo01.TestThread2;
import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    private String url;         //网络图片地址
    private String name;        //保存的文件名

    public TestCallable(String url, String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public Boolean call() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url, name);
        System.out.println("下载量文件名为："+name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://i0.hdslb.com/bfs/sycp/creative_img/202006/6d586392ee5c3b537d5b5c832fc02c19.jpg","1.jpg");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://i0.hdslb.com/bfs/sycp/creative_img/202002/6bc0da8a84ece9e200fce8b7ec8b08c8.png","2.png");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://i0.hdslb.com/bfs/sycp/creative_img/202006/dde761ef0291bc064d8ba955e0b266a7.jpg","3.jpg");

        //创建执行服务
        ExcutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);

        //提交执行
        Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);
        Future<Boolean> r2 = ser.submit(t1);
        Future<Boolean> r3 = ser.submit(t1);

        //获取结果
        boolean ret1 = r1.get();
        boolean ret2 = r2.get();
        boolean ret3 = r3.get();

        //关闭服务
        ser.shutdownNow();
    }
}
//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    public void downloader(String url, String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
        }
    }
}

9、Labmda表达式

理解Functional Iterface（函数式接口）是学习Java8 Lambda表达式的关键所在
函数式接口定义：
任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么他就是一个函数式接口。
对于函数式接口，我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象

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

看一段代码，推导lambda表达式，其中1~6逐步优化，最后一个使用lambda表达式

public class TestLambda1 {

    //3、静态内部类
    static class Like2 implements ILike{
        //重写方法：Alt + Insert建
        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("I like lambda2");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ILike like = new Like();
        like.lambda();

        like = new Like2();
        like.lambda();

        //4、局部内部类
        class Like3 implements ILike{
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("I like lambda3");
            }
        }

        like = new Like3();
        like.lambda();

        //5、匿名内部类，没有类的名称，必须借助接口或者父类
        like = new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("I like lambda4");
            }
        };
        like.lambda();


        //6、用lambda简化
        like = ()-> System.out.println("I like lambda5");
        like.lambda();
    }
}
//1、定义一个函数式接口
interface ILike{
    void lambda();
}
//2、实现类
class Like implements ILike{
    //重写方法：Alt + Insert建
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("I like lambda");
    }
}

为什么要用Lambda表达式
避免匿名内部类定义过多
让代码简洁，去掉无意义代码，留下核心逻辑

public class TestLambda2 {
    public static void main(String[] args) {
        ILove love = null;
//        //1、lambda表达式
//        ILove love = (String s)->{
//                System.out.println("I love you--->"+ s);
//        };
//        //2、参数类型
//        love = (s) -> System.out.println("I love you--->"+ s);

        //3、简化括号()和{}都可以简化
        // 如果代码有多行就不能简化花括号{ }
        love = s -> System.out.println("I love you--->"+ s);
        //接口=（参数）->方法体

        //总结
            // lambda表达式只有一行代码时才可以简化为一行，如果有多行，就要用代码块包裹
            // 前提是接口为函数式接口
            // 多个参数也可以去掉参数类型，要去掉就要都去掉，但必须加上圆括号( )
        love.love("WYQ");
    }
}

interface ILove{
    void love(String s);
}

10、静态代理模式

实现静态代理对比Thread

静态代理模式总结
// 真实对象和代理对象都要事先同一个接口
// 代理对象要代理真实角色

好处：
// 代理对象可以做很多真实对象坐不了的事情
// 真实对象专注做自己的事情

Thread线程的底部的实现原理：
// 下面的HappMarry()方法就相当于线程里面的start()方法
// Thread代理了Runnable接口
// 同样，婚庆公司代理了Marry接口，它们的共同方法叫HappyMarry()

public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        You you = new You();//你要结婚

        new Thread(()-> System.out.println("我爱你")).start();

        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();

//        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(you);
//        weddingCompany.HappyMarry();

    }
}

interface Marry{
    void HappyMarry();
}

//真实的你去结婚
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("阿芳要结婚了，超级开心");
    }
}
//婚庆公司代理，帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry{

    //代理谁-->真实目标角色
    private Marry target;

    public WeddingCompany(Marry target){
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();//这就是真实对象
        after();
    }

    //婚庆公司帮你做的一些事情
    private void before(){
        System.out.println("结婚之前，布置现场");
    }
    private void after(){
        System.out.println("结婚之后，收尾款");
    }
}

11、线程的状态

线程方法

停止线程
不建议使用JDK提供的stop()、destroy()方法，已废弃
推荐线程自己停止下来
建议使用一个标志位进行终止变量，当flag=false，则终止线程运行。

我们的思路：使用一个标志位，自己写一个stop方法

//测试线程停止
//1、建议线程正常停止--->利用次数，不建议死循环
//2、建议使用标志位--->设置一个标志位
//3、不要使用stop或者destroy等过时的或者JDK不建议使用的方法
public class TestStop implements Runnable{
    //1、设置一个标志位
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (flag){
            System.out.println("run....Thread"+i++);
        }
    }

    //2、设置一个公开的方法停止线程，转换标志位
    public void stop(){
        this.flag = false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestStop testStop = new TestStop();
        new Thread(testStop).start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main" + i);
            if(i == 900) {
                //调用stop方法切换标志位，停止线程
                testStop.stop();
                System.out.println("线程该停止啦·");
            }
        }
    }
}

12、线程休眠

获取系统当前时间

package com.fang.demo03;/*
 * @Program:untitled
 * @Description:description
 * @Author:Pufang
 * @Time:2020-06-18 19-24-03
 **/

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class TestSleep2 {

    public static void main(String[] args) {
		//模拟倒计时
		//tendown();
		
        //打印当前系统时间
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统时间

        while(true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//更新时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    //模拟倒计时
    public static void tenDown(){
        int num = 10;
        while(true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(num--);
            if(num <= 0){
                break;
            }
        }
    }
}

13、线程礼让yield()

//测试礼让线程，礼让不一定成功，看CPU心情（调度）
public class TestYield {

    public static void main(String[] args) {
        MyYield myYield = new MyYield();

        new Thread(myYield,"a").start();
        new Thread(myYield,"b").start();
    }
}
class MyYield implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始");
        Thread.yield();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束");
    }
}

14、线程强制执行join()

Join合并线程，待此线程执行完毕后，其他线程再执行， 其他线程阻塞
可以想象成打饭插队

//测试join方法---想象为插队
public class TestJoin implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("VIP大哥来了"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);
        thread.start();

        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            if(i == 200){
                try {
                    thread.join();//插队
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("main"+i);
        }
    }
}

15、观察线程状态Thread.State

//测试观察线程状态
public class TestState {

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(".........");
        });

        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);//NEW

        //观察启动后
        thread.start();
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);//RUNNABLE

        //只要线程不终止，就一直输出状态
        while(state != Thread.State.TERMINATED){
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            state = thread.getState();//更新线程状态
            System.out.println(state);//TERMINATED
        }
        thread.start();//一旦线程死亡就不能再次启动了，一个线程只能死亡一次
    }
}

16、线程优先级

//测试线程优先级
public class TestPriority{
    public static void main(String[] args) {
        //主线程优先级默认为5
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());

        MyPriority myPriority = new MyPriority();
        Thread t1 = new Thread(myPriority);
        Thread t2 = new Thread(myPriority);
        Thread t3 = new Thread(myPriority);
        Thread t4 = new Thread(myPriority);
        Thread t5 = new Thread(myPriority);
        Thread t6 = new Thread(myPriority);

        //先设置优先级，再启动
        t1.start();

        t2.setPriority(1);
        t2.start();

        t3.setPriority(4);
        t3.start();

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        t4.start();

        t5.setPriority(8);
        t5.start();

        t6.setPriority(7);
        t6.start();
    }
}

class MyPriority implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

17、守护线程（daemon）

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
如，后台记录操作日志，监控内存，垃圾回收等

//测试守护线程
//上帝守护你
public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        You you = new You();

        Thread thread = new Thread(god);
        thread.setDaemon(true);//默认是false表示用户线程，正常的线程都是用户线程

        thread.start();//上帝守护线程启动了

        new Thread(you).start();//你启动了
    }
}

//上帝
class God implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            System.out.println("上帝保护着你");
        }
    }
}
//你
class You implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("你一生都开心的活着");
        }
        System.out.println("----goodbye! world-----");
    }
}

18、线程同步机制

多个线程操作同一个资源
并发：同一个对象被多个线程同时操作

线程同步需要：队列+锁

19、三大不安全案例

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

//线程不安全，有负数
//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
public class UnsafeTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station,"苦逼的我").start();
        new Thread(station,"牛逼的你们").start();
        new Thread(station,"可恶的黄牛党").start();
    }
}
class BuyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        while(flag){
            buy();
        }
    }
    private void buy(){
        //判断是否有票
        if(ticketNums <= 0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNums--);
    }
}

public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(100, "结婚基金");
        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing GF = new Drawing(account, 100, "GF");
        you.start();
        GF.start();
    }
}
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名
    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}
//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;
    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name){
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }
    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if(account.money - drawingMoney < 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
            return;
        }
        //sleep可以放大问题的发生性
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //卡内余额 = 余额 - 你取的前
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

        System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
        //this.getName() 等价于 Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

20、同步方法及同步块

先来看下利用synchronized实现同步的基础：Java中的每一个对象都可以作为锁。具体表现
为以下3种形式。
·对于普通同步方法，锁是当前实例对象。
·对于静态同步方法，锁是当前类的Class对象。
·对于同步方法块，锁是Synchonized括号里配置的对象。
当一个线程试图访问同步代码块时，它首先必须得到锁，退出或抛出异常时必须释放锁。



对上面三个不安全的案例进行加锁

//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
public class UnsafeTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station,"苦逼的我").start();
        new Thread(station,"牛逼的你们").start();
        new Thread(station,"可恶的黄牛党").start();
    }

}
class BuyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        while(flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //synchronized默认锁的是this.    //-----------------------------------------------------加锁变为安全的
    private synchronized void buy() throws InterruptedException{
        //判断是否有票
        if(ticketNums <= 0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
            Thread.sleep(100);
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNums--);
    }
}

public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(100, "结婚基金");

        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing GF = new Drawing(account, 100, "GF");

        you.start();
        GF.start();
    }
}
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}
//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;
    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name){
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;

    }
    //取钱
    //synchronized默认锁的是this.
    @Override
    public void run() {
        //这里锁的对象是变化的量，需要增删改的对象
        synchronized (account){//-----------------------------------------------------加锁变为安全的
            //判断有没有钱
            if(account.money - drawingMoney < 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
                return;
            }
            //sleep可以放大问题的发生性
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //卡内余额 = 余额 - 你取的前
            account.money = account.money - drawingMoney;
            //你手里的钱
            nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

            System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
            //this.getName() 等价于 Thread.currentThread().getName();
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
        }
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                synchronized (list){//-----------------------------------------------------加锁变为安全的
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

21、CopyOnWriteArrayList

并发安全的list

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
public class TestJUC {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add((Thread.currentThread().getName()));
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

22、死锁

//死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源，互相僵持
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0, "灰姑娘");
        Makeup g2 = new Makeup(1, "白雪公主");
        g1.start();
        g2.start();
    }
}
//口红
class Lipstick{
}
//镜子
class Mirror{
}
class Makeup extends Thread{
    //需要的资源只有一份，用static来保证只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();
    
    int choice;//选择
    String girlName;//使用化妆工具的人
    
    Makeup(int choice, String girlName){
        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }
    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //化妆，互相持有对方的锁，需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if(choice == 0){
            synchronized (lipstick){//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (mirror){//一秒后想获得镜子
                    System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                }
            }
            //把下面这个synchronized块写在外面就不会死锁
//            synchronized (mirror){//一秒后想获得镜子
//                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
//            }
        }else{
            synchronized (mirror){//获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
                synchronized (lipstick){
                    System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                }
            }
            //把下面这个synchronized块写在外面就不会死锁
//            synchronized (lipstick){
//                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
//            }
        }
    }
}

23、Lock(锁)

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock2 testLock2 = new TestLock2();
        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
    }
}
class TestLock2 implements Runnable{
    int ticketNums = 10;

    //定义Lock锁
    private  final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while(true){

            try {
                lock.lock();
                if(ticketNums > 0){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                }else{
                    break;
                }
            }finally {
                //解锁
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

24、生产者消费者问题

线程通信

25、管程法

//生产者消费者模型-利用缓冲区解决--管程法

//生产者  消费者  产品  缓冲区
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container = new SynContainer();
        new Productor(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}

//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContainer container;
    public Productor(SynContainer container){
        this.container = container;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer container;
    public Consumer(SynContainer container){
        this.container = container;
    }
    //消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了-->"+container.pop().id+"只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int id;//编号
    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer{
    //容器大小
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];
    //容器计数器
    int count = 0;
    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        //如果满了，就需要等待消费者消费
        while(count == chickens.length){
            //通知消费者消费，生产等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果没有满，就需要放入产品
        chickens[count] = chicken;
        count++;

        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }
    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //判断能否消费
        while(count == 0){
            //等待生产者生产，消费者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];
        //吃完了，通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return chicken;
    }
}

26、信号灯法

//测试生产者消费者问题2：信号灯法，标志位解决
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}

//生产者---演员
class Player extends Thread{
    TV tv;
    public Player(TV tv){
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                this.tv.play("快乐大本营播放中");
            }else{
                this.tv.play("抖音记录美好生活");
            }
        }
    }
}
//消费者---观众
class Watcher extends Thread{
    TV tv;
    public Watcher(TV tv){
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            tv.watch();
        }
    }
}
//产品---节目
class TV{
    //演员表演，观众等待
    //观众观看，演员等待
    String voice;//表演的节目
    boolean flag = true;

    //表演
    public synchronized void play(String voice){
        if(!flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演了"+voice);
        //通知观众观看
        this.notifyAll();//通知唤醒
        this.voice = voice;
        this.flag = !this.flag;
    }
    //观看
    public synchronized void watch(){
        if(flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观看了"+voice);
        this.notifyAll();
        this.flag = !this.flag;
    }
}

27、线程池

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class TestPool {
    public static void main(String[] args){
        //1、创建服务，创建线程池
        //newFixedThreadPool 参数为：线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //执行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        //2、关闭连接
        service.shutdown();
    }
}
class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

28、总结

锁一共有4种状态，级别从低到高依次是：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态,这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级，意味着偏向锁升级成轻量级锁后不能降级成偏向锁。这种锁升级却不能降级的策略，目的是为了提高获得锁和释放锁的效率。
**无锁：**没有对资源进行锁定，所有的线程都能访问并修改同一个资源，但同时只有一个线程能修改成功，其他修改
失败的线程会不断重试直到修改成功。
**偏向锁：**对象的代码一直被同一线程执行，不存在多个线程竞争，该线程在后续的执行中自动获取锁，降低获取锁
带来的性能开销。偏向锁，指的就是偏向第一个加锁线程，该线程是不会主动释放偏向锁的，只有当其他线程尝试
竞争偏向锁才会被释放。
偏向锁的撤销，需要在某个时间点上没有字节码正在执行时，先暂停拥有偏向锁的线程，然后判断锁对象是否处于
被锁定状态。如果线程不处于活动状态，则将对象头设置成无锁状态，并撤销偏向锁；
如果线程处于活动状态，升级为轻量级锁的状态。
**轻量级锁：**轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候，被第二个线程 B 所访问，此时偏向锁就会升级为轻量级锁，线程 B
会通过自旋的形式尝试获取锁，线程不会阻塞，从而提高性能。
当前只有一个等待线程，则该线程将通过自旋进行等待。但是当自旋超过一定的次数时，轻量级锁便会升级为重量
级锁；当一个线程已持有锁，另一个线程在自旋，而此时又有第三个线程来访时，轻量级锁也会升级为重量级锁。
**重量级锁：**指当有一个线程获取锁之后，其余所有等待获取该锁的线程都会处于阻塞状态。
重量级锁通过对象内部的监视器（monitor）实现，而其中 monitor 的本质是依赖于底层操作系统的 Mutex Lock
实现，操作系统实现线程之间的切换需要从用户态切换到内核态，切换成本非常高