JUC笔记

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1、什么是 JUC

JUC就是 java.util 下的工具包、包、分类等。

普通的线程代码：

• Thread
• Runnable 没有返回值、效率相比入 Callable 相对较低！
• Callable 有返回值！

2、线程和进程

线程、进程，如果不能使用一句话说出来的技术，不扎实！

• 进程：一个程序，QQ.exe Music.exe 程序的集合；
• 一个进程往往可以包含多个线程，至少包含一个！
• Java默认有2个线程？ mian、GC
• 线程：开了一个进程 Typora，写字，自动保存（线程负责的）
• 对于Java而言提供了：Thread、Runnable、Callable操作线程。

Java 真的可以开启线程吗？ 答案是：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 */
        }
    }
}
// 本地方法，底层操作的是C++ ，Java 无法直接操作硬件
private native void start0();

并发、并行

并发编程：并发、并行

并发（多线程操作同一个资源）

• 一核CPU，模拟出来多条线程，快速交替。

并行（多个人一起行走）

• 多核CPU ，多个线程可以同时执行； eg: 线程池！

public class Test1 {
    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());
     // 如果电脑是8核，则结果输出8
     } 
}

并发编程的本质：充分利用CPU的资源

线程有几个状态（6个）

public enum State {
    /**
     * Thread state for a thread which has not yet started.
     * 线程新生状态
     */
    NEW,
    /**
     * 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.
     * 线程运行中
     */
    RUNNABLE,
    /**
     * 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}.
     * 线程阻塞状态
     */
    BLOCKED,
    /**
     * Thread state for a waiting thread.
     * A thread is in the waiting state due to calling one of the
     * following methods:
     * 

     *   
{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout
     *   
{@link #join() Thread.join} with no timeout
     *   
{@link LockSupport#park() LockSupport.park}
     * 
     *
     * 
A thread in the waiting state is waiting for another thread to
     * perform a particular action.
     *
     * For example, a thread that has called Object.wait()
     * on an object is waiting for another thread to call
     * Object.notify() or Object.notifyAll() on
     * that object. A thread that has called Thread.join()
     * is waiting for a specified thread to terminate.
     * 线程等待状态，死等
     */
    WAITING,
    /**
     * 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:
     * 

     *   
{@link #sleep Thread.sleep}
     *   
{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout
     *   
{@link #join(long) Thread.join} with timeout
     *   
{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}
     *   
{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}
     * 
     * 线程超时等待状态，超过一定时间就不再等
     */
    TIMED_WAITING,
    /**
     * Thread state for a terminated thread.
     * The thread has completed execution.
     * 线程终止状态，代表线程执行完毕
     */
    TERMINATED;
}

wait/sleep 区别

1、二者来自不同的类

• wait => Object
• sleep => Thread

2、关于锁的释放

• wait 会释放锁
• sleep 睡觉了，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 可以再任何地方睡眠

3、Synchronized锁

传统 Synchronized锁

来看一个多线程卖票例子

package com.haust.juc01;
/*
 * @Auther: csp1999
 * @Date: 2020/07/21/13:59
 * @Description: 卖票例子
 */
public class SaleTicketTDemo01 {
    /*
     * 真正的多线程开发，公司中的开发，降低耦合性
     * 线程就是一个单独的资源类，没有任何附属的操作！
     * 1、 属性、方法
     */
    public static void main(String[] args) {
        //并发：多个线程同时操作一个资源类，把资源类丢入线程
        Ticket ticket = new Ticket();
        // @FunctionalInterface 函数式接口，jdk1.8 lambada表达式
        new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i < 50; i++) {
                ticket.sale();
            }
        }, "A").start();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i < 50; i++) {
                ticket.sale();
            }
        }, "B").start();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i < 50; i++) {
                ticket.sale();
            }
        }, "C").start();
    }
}
//资源类 OOP
class Ticket {
    //属性、方法
    private int number = 50;
    // 卖票的方式
    // synchronized 本质: 队列，锁
    public synchronized void sale() {
        if (number > 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出了" +
                    (50-(--number)) + "张票，剩余:" + number + "张票");
        }
    }
}

4、Lock锁(重点)

Lock 接口

• 公平锁：十分公平，线程执行顺序按照先来后到顺序
• 非公平锁：十分不公平：可以插队 （默认锁）

将上面的卖票例子用lock锁 替换synchronized：

package com.haust.juc01;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/*
 * @Auther: csp1999
 * @Date: 2020/07/21/13:59
 * @Description: 卖票例子2
 */
public class SaleTicketTDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //并发：多个线程同时操作一个资源类，把资源类丢入线程
        Ticket2 ticket = new Ticket2();
        // @FunctionalInterface 函数式接口，jdk1.8 lambada表达式
        new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i < 50; i++) {
                ticket.sale();
            }
        }, "A").start();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i < 50; i++) {
                ticket.sale();
            }
        }, "B").start();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i < 50; i++) {
                ticket.sale();
            }
        }, "C").start();
    }
}
//Lock 3步骤
// 1. new ReentrantLock();
// 2. lock.lock()  加锁
// 3. lock.unlock() 解锁
class Ticket2 {
    //属性、方法
    private int number = 50;
    Lock lock = new ReentrantLock();
    // 卖票方式
    public void sale() {
        lock.lock();// 加锁
        try {
            // 业务代码
            if (number > 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出了" +
                        (50 - (--number)) + "张票，剩余:" + number + "张票");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();// 解锁
        }
    }
}

Synchronized 和 Lock 区别：

• 1、Synchronized 内置的Java关键字， Lock 是一个Java类
• 2、Synchronized 无法判断获取锁的状态，Lock 可以判断是否获取到了锁
• 3、Synchronized 会自动释放锁，lock 必须要手动释放锁！如果不释放锁，死锁
• 4、Synchronized 线程 1（获得锁，如果线程1阻塞）、线程2（等待，傻傻的等）；Lock锁就不一定会等待下去；
• 5、Synchronized 可重入锁，不可以中断的，非公平；Lock ，可重入锁，可以判断锁，非公平（可以自己设置）；
• 6、Synchronized 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，如何判断锁的是什么！

这个问题在之后会举例分析。

5、生产者和消费者问题

面试常考的问题：单例模式、排序算法、生产者和消费者、死锁

生产者和消费者问题 Synchronized 版

package com.haust.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++) {
                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 {
     // 数字 资源类
    private int number = 0;
    //+1
    public synchronized void increment() throws InterruptedException {
        /*
        假设 number此时等于1，即已经被生产了产品
        如果这里用的是if判断，如果此时A,C两个生产者线程争夺increment()方法执行权
        假设A拿到执行权，经过判断number!=0成立，则A.wait()开始等待（wait()会释放锁），然后C试图去执行
        生产方法，但依然判断number!=0成立，则B.wait()开始等待（wait()会释放锁）
        碰巧这时候消费者线程线程B/D去消费了一个产品，使number=0然后，B/D消费完后调用this.notifyAll();
        这时候2个等待中的生产者线程继续生产产品，而此时number++ 执行了2次
        同理，重复上述过程，生产者线程继续wait()等待，消费者调用this.notifyAll();
        然后生产者继续超前生产，最终导致‘产能过剩’，即number大于1
        if(number != 0){
            // 等待
            this.wait();
        }*/
        while (number != 0) {
     // 注意这里不可以用if 否则会出现虚假唤醒问题，解决方法将if换成while
            // 等待
            this.wait();
        }
        number++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + number);
        // 通知其他线程，我+1完毕了
        this.notifyAll();
    }
    //-1
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
        while (number == 0) {
            // 等待
            this.wait();
        }
        number--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + number);
        // 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！ 虚假唤醒

首先到CHM 官方文档 java.lang包下 找到Object ，然后找到wait()方法：

因此上述代码中必须使用while判断，而不能使用if

JUC版的生产者和消费者问题

官方文档中通过Lock 找到 Condition

点入Condition 查看

代码实现：

package com.haust.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();
    }
}
// 判断等待，业务，通知
class Data2 {
     // 数字 资源类
    private int number = 0;
    Lock lock = new ReentrantLock();
    Condition condition = lock.newCondition();
    //condition.await(); // 等待 
    //condition.signalAll(); // 唤醒全部
    //+1
    public  void increment() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            // 业务代码
            while (number != 0) {
                // 等待
                condition.await();
            }
            number++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + number);
            // 通知其他线程，我+1完毕了
            condition.signal();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    //-1
    public  void decrement() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (number == 0) {
                // 等待
                condition.await();
            }
            number--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + number);
            // 通知其他线程，我-1完毕了
            condition.signal();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

任何一个新的技术，绝对不是仅仅只是覆盖了原来的技术，是有其对旧技术的优势和补充！

Condition 精准的通知和唤醒线程

上述代码运行结果如图：

问题：ABCD线程 抢占执行的顺序是随机的，如果想让ABCD线程有序执行，该如何改进代码？

代码实现：

package com.haust.pc;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/*
 * A 执行完调用B，B执行完调用C，C执行完调用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 Lock
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition1 = lock.newCondition();
    private Condition condition2 = lock.newCondition();
    private Condition condition3 = lock.newCondition();
    private int number = 1; 
    // number=1 A执行  number=2 B执行 number=3 C执行
    public void printA() {
        lock.lock();
        try {
            // 业务，判断-> 执行-> 通知
            while (number != 1) {
                // A等待
                condition1.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>AAAAAAA");
            // 唤醒，唤醒指定的人，B
            number = 2;
            condition2.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void printB() {
        lock.lock();
        try {
            // 业务，判断-> 执行-> 通知
            while (number != 2) {
                // B等待
                condition2.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>BBBBBBBBB");
            // 唤醒，唤醒指定的人，c
            number = 3;
            condition3.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void printC() {
        lock.lock();
        try {
            // 业务，判断-> 执行-> 通知
            // 业务，判断-> 执行-> 通知
            while (number != 3) {
                // C等待
                condition3.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>CCCCC ");
            // 唤醒，唤醒指定的人，A
            number = 1;
            condition1.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

测试结果：

6、8锁现象

前面提出一个问题：如何判断锁的是谁！知道什么是锁，锁到底锁的是谁！

深刻理解我们的锁

synchronized 锁的对象是方法的调用者

代码举例1：

package com.haust.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 发短信还是 先打印 打电话？ 1/发短信  2/打电话
 * 1、sendSms延迟4秒，两个线程先打印 发短信还是 打电话？ 1/发短信  2/打电话
 */.
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
        // 锁的存在
        new Thread(()->{
            phone.sendSms();
        },"A").start();
        // 捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(()->{
            phone.call();
        },"B").start();
    }
}
class Phone{
    // synchronized 锁的对象是方法的调用者！、
    // 两个方法用的是同一个对象调用(同一个锁)，谁先拿到锁谁执行！
    public synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);// 抱着锁睡眠
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }
    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }
}
// 先执行 发短信，后执行打电话

普通方法没有锁！不是同步方法，就不受锁的影响，正常执行

代码举例2：

package com.haust.lock8;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 3、 增加了一个普通方法后！先执行发短信还是Hello？// 普通方法
 * 4、 两个对象，两个同步方法， 发短信还是 打电话？ // 打电话
 */
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();
        // 捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
        new Thread(()->{
            phone2.hello();
        },"C").start();
    }
}
class Phone2{
    // synchronized 锁的对象是方法的调用者！
    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");
    }
}
// 先执行打电话，接着执行hello，最后执行发短信

不同实例对象的Class类模板只有一个，static静态的同步方法，锁的是Class

代码举例3：

package com.haust.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？打电话？
 * 6、两个对象！增加两个静态的同步方法， 先打印 发短信？打电话？
 */
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();
        // 捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }
}
// Phone3唯一的一个 Class 对象
class Phone3{
    // synchronized 锁的对象是方法的调用者！
    // static 静态方法
    // 类一加载就有了！锁的是Class
    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");
    }
}
// 先执行发短信，后执行打电话

代码举例4：

package com.haust.lock8;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 7、1个静态的同步方法，1个普通的同步方法 ，一个对象，先打印 发短信？打电话？
 * 8、1个静态的同步方法，1个普通的同步方法 ，两个对象，先打印 发短信？打电话？
 */
public class Test4  {
    public static void main(String[] args) {
        // 两个对象的Class类模板只有一个，static，锁的是Class
        Phone4 phone1 = new Phone4();
        Phone4 phone2 = new Phone4();
        //锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();
        // 捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }
}
// Phone3唯一的一个 Class 对象
class Phone4{
    // 静态的同步方法 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  锁的调用者(对象),二者锁的对象不同,所以不需要等待
    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }
}
// 7/8 两种情况下，都是先执行打电话,后执行发短信,因为二者锁的对象不同,
// 静态同步方法锁的是Class类模板,普通同步方法锁的是实例化的对象,
// 所以不用等待前者解锁后 后者才能执行,而是两者并行执行,因为发短信休眠4s
// 所以打电话先执行。

小结

• new this 具体的一个手机
• static Class 唯一的一个模板

7、集合类不安全

List 不安全

List、ArrayList 等在并发多线程条件下，不能实现数据共享，多个线程同时调用一个list对象时候就会出现并发修改异常ConcurrentModificationException。

代码举例：

package com.haust.unsafe;
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 不安全的吗，Synchronized；
        /*
         * 解决方案；
         * 方案1、List list = new Vector<>();
         * 方案2、List list =
         * Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
         * 方案3、List 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（覆盖）
        * 在写入的时候避免覆盖，造成数据问题！
        * 读写分离
        * CopyOnWriteArrayList  比 Vector Nb 在哪里？
        */    
        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();
        }
    }
}

add() 时，使用了ReentrantLock，加上底层数组使用volatile保证可见性

private transient volatile Object[] array;
......
    final Object[] getArray() {
        return array;
    }
......
    /**
     * Appends the specified element to the end of this list.
     *
     * @param e element to be appended to this list
     * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
     */
    public boolean add(E e) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            Object[] elements = getArray();
            int len = elements.length;
            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
            newElements[len] = e;
            setArray(newElements);
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

Set 不安全

Set、Hash 等在并发多线程条件下，不能实现数据共享，多个线程同时调用一个set对象时候就会出现并发修改异常ConcurrentModificationException。

代码举例：

package com.haust.unsafe;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.UUID;
/**
 * 同理可证 ： ConcurrentModificationException 并发修改异常
 * 1、Set set = 
 *                     Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
 * 2、
 */
public class SetTest {
    public static void main(String[] args) {
        //Set set = new HashSet<>();//不安全
        // Set set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());//安全
        Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();//安全
        for (int i = 1; i <=30 ; i++) {
           new Thread(()->{
               set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
               System.out.println(set);
           },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

扩展：hashSet 底层是什么？

可以看出 HashSet 的底层就是一个HashMap

Map 不安全

回顾Map基本操作：

代码举例：

package com.haust.unsafe;
import java.util.Map;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
// ConcurrentModificationException
public class  MapTest {
    public static void main(String[] args) {
        // map 是这样用的吗？ 不是，工作中不用 HashMap
        // 默认等价于什么？  new HashMap<>(16,0.75);
        // Map map = new HashMap<>();
        // 扩展：研究ConcurrentHashMap的原理
        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();
        }
    }
}

8、Callable (简单)

Callable 和 Runable 对比：

举例：比如Callable 是你自己，你想通过你的女朋友 **Runable **认识她的闺蜜 Thread

• Callable 是 java.util 包下 concurrent 下的接口，有返回值，可以抛出被检查的异常
• Runable 是 java.lang 包下的接口，没有返回值，不可以抛出被检查的异常
• 二者调用的方法不同，run()/ call()

同样的 Lock 和 Synchronized 二者的区别，前者是java.util 下的接口 后者是 java.lang 下的关键字。

代码举例

package com.haust.callable;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/**
 * 1、探究原理
 * 2、觉自己会用
 */
public class CallableTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // new Thread(new Runnable()).start();// 启动Runnable
        // new Thread(new FutureTask()).start();
        // new Thread(new FutureTask( Callable )).start();
        new Thread().start(); // 怎么启动Callable？
        // new 一个MyThread实例
        MyThread thread = new MyThread();
        // MyThread实例放入FutureTask
        FutureTask futureTask = new FutureTask(thread); // 适配类
        new Thread(futureTask,"A").start();
        new Thread(futureTask,"B").start(); // call()方法结果会被缓存，提高效率，因此只打印1个call
        // 这个get 方法可能会产生阻塞！把他放到最后
        Integer o = (Integer) futureTask.get(); 
        // 或者使用异步通信来处理！
        System.out.println(o);// 1024
    }
}
class MyThread implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() {
        System.out.println("call()"); // A,B两个线程会打印几个call？（1个）
        // 耗时的操作
        return 1024;
    }
}
//class MyThread implements Runnable {
//
//    @Override
//    public void run() {
//        System.out.println("run()"); // 会打印几个run
//    }
//}

细节：

1、有缓存

2、结果可能需要等待，会阻塞！

9、常用的辅助类(必会)

9.1、CountDownLatch

减法计数器： 实现调用几次线程后 再触发某一个任务

代码举例：

package com.haust.add;    
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
// 计数器
public class CountDownLatchDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 总数是6，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("Close Door");
    }
}

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() 数量-1，假设计数器变为0，countDownLatch.await() 就会被唤醒，继续执行！

9.2、CyclicBarrier

加法计数器：集齐7颗龙珠召唤神龙

代码举例：

package com.haust.add;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class  CyclicBarrierDemo {
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 集齐7颗龙珠召唤神龙
         */
        // 召唤龙珠的线程
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7,()->{
            System.out.println("召唤神龙成功！");
        });
        for (int i = 1; i <=7 ; i++) {
            final int temp = i;
            // lambda能操作到 i 吗
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                                 +"收集"+temp+"个龙珠");
                try {
                    cyclicBarrier.await(); // 等待, count--
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

9.3、Semaphore

Semaphore：信号量

限流/抢车位！6车—3个停车位置

代码举例：

package com.haust.add;
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 线程数量：停车位! 限流！、
        // 如果已有3个线程执行（3个车位已满），则其他线程需要等待‘车位’释放后，才能执行！
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        for (int i = 1; i <=6 ; i++) {
            new Thread(()->{
                // acquire() 得到
                try {
                    semaphore.acquire();
                    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(); // release() 释放 
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

只有三个车位，只有当某辆车离开车位，车位空出来后，下一辆车才能在此停放。

输出结果如图:

原理：

semaphore.acquire(); 获得，假设如果已经满了，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！

作用： 多个共享资源互斥的使用！并发限流，控制最大的线程数！

10、读写锁 ReadWriteLock

ReadWriteLock

代码举例：

package com.haust.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;
/**
 * 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
 * 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 myCacheLock = new MyCacheLock();
        // 写入
        for (int i = 1; i <= 5 ; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(()->{
                myCacheLock.put(temp+"",temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        // 读取
        for (int i = 1; i <= 5 ; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(()->{
                myCacheLock.get(temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}
/**
 * 自定义缓存
 * 加锁的
 */
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();
    // private Lock lock = new ReentrantLock();
    // 存，写入的时候，只希望同时只有一个线程写
    public void put(String key,Object value){
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                                       +"写入"+key);
            map.put(key,value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                                       +"写入OK");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }
    }
    // 取，读，所有人都可以读！
    public void get(String key){
        readWriteLock.readLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                                       +"读取"+key);
            Object o = map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                                       +"读取OK");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }
    }
}
/**
 * 自定义缓存
 * 不加锁的
 */
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OK");
    }
    // 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OK");
    }
}

执行效果如图：

11、阻塞队列

阻塞队列：

BlockingQueue

BlockingQueue 不是新的东西

什么情况下我们会使用 阻塞队列?：多线程并发处理，线程池用的较多 ！

学会使用队列

添加、移除

四组API

package com.kuang.bq;
import java.util.Collection;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test4();
    }
    /**
     * 1. 无返回值，抛出异常的方式
     */
    public static void test1(){
        // 队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = 
                                    new ArrayBlockingQueue<>(3);
        System.out.println(blockingQueue.add("a"));// true
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));// true
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));// true
        // System.out.println(blockingQueue.add("d"));
        // IllegalStateException: Queue full 抛出异常---队列已满！
        System.out.println("===========================");
        System.out.println(blockingQueue.element());//
        // 查看队首元素是谁
        System.out.println(blockingQueue.remove());//
        System.out.println(blockingQueue.remove());//
        System.out.println(blockingQueue.remove());//
        // System.out.println(blockingQueue.remove());
        // java.util.NoSuchElementException 抛出异常---队列已为空！
    }
    /**
     * 2. 有返回值，不抛出异常的方式
     */
    public static void test2(){
        // 队列的大小
        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.peek());
        // System.out.println(blockingQueue.offer("d")); 
        // false 不抛出异常！
        System.out.println("===========================");
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll()); 
        // null  不抛出异常！
    }
    /**
     * 3. 等待，阻塞（一直阻塞）
     */
    public static void test3() throws InterruptedException {
        // 队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = 
                                    new ArrayBlockingQueue<>(3);
        // 一直阻塞
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");
        // blockingQueue.put("d"); // 队列没有位置了，一直阻塞等待
        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，一直阻塞等待
    }
    /**
     * 4. 等待，阻塞（等待超时）
     */
    public static void test4() throws InterruptedException {
        // 队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = 
                                    new ArrayBlockingQueue<>(3);
        blockingQueue.offer("a");
        blockingQueue.offer("b");
        blockingQueue.offer("c");
        // blockingQueue.offer("d",2,TimeUnit.SECONDS); 
        // 等待超过2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); // 等待超过2秒就退出
    }
}

SynchronousQueue

SynchronousQueue 同步队列

没有容量，进去一个元素，必须等待取出来之后，才能再往里面放一个元素！

put、take

代码举例：

package com.haust.bq;
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<>(); // 同步队列
        new Thread(()->{
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                                           +" put 1");
                // put进入一个元素
                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 {
                // 睡眠3s取出一个元素
                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();
    }
}

执行结果如图所示：

12、线程池(重点)

线程池：3大方法、7大参数、4种拒绝策略

池化技术

程序的运行，本质：占用系统的资源！ （优化资源的使用 => 池化技术）

线程池、连接池、内存池、对象池///… 创建、销毁。十分浪费资源

池化技术：事先准备好一些资源，有人要用，就来我这里拿，用完之后还给我。

线程池的好处:

• 1、降低系统资源的消耗
• 2、提高响应的速度
• 3、方便管理

线程复用、可以控制最大并发数、管理线程

线程池：3大方法

线程池：3大方法

示例代码：

package com.haust.pool;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Executors;
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // Executors 工具类、3大方法
        // Executors.newSingleThreadExecutor();// 创建单个线程的线程池
        // Executors.newFixedThreadPool(5);// 创建一个固定大小的线程池
        // Executors.newCachedThreadPool();// 创建一个可伸缩的线程池
        // 单个线程的线程池
        ExecutorService threadPool =     
                                Executors.newSingleThreadExecutor();
        try {
            for (int i = 1; i < 100; i++) {
                // 使用了线程池之后，使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，关闭线程池
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

线程池：7大参数

7大参数

源码分析：

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService (
        new ThreadPoolExecutor(
            1, 
            1,
            0L, 
            TimeUnit.MILLISECONDS, 
            new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); 
}
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(
        5, 
        5, 
        0L, 
        TimeUnit.MILLISECONDS, 
        new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); 
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(
        0, 
        Integer.MAX_VALUE, 
        60L, 
        TimeUnit.SECONDS, 
        new SynchronousQueue<Runnable>()); 
}
// 本质ThreadPoolExecutor（） 
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, // 核心线程池大小 
                          int maximumPoolSize, // 最大核心线程池大小 
                          long keepAliveTime, // 超时没有人调用就会释放 
                          TimeUnit unit, // 超时单位 
                          // 阻塞队列 
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue, 
                          // 线程工厂：创建线程的，一般 不用动
                          ThreadFactory threadFactory,  
                          // 拒绝策略
                          RejectedExecutionHandler handle ) {
    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; 
}

手动创建一个线程池

因为实际开发中工具类Executors 不安全，所以需要手动创建线程池，自定义7个参数。

示例代码：

package com.haust.pool;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;
// Executors 工具类、3大方法
// Executors.newSingleThreadExecutor();// 创建一个单个线程的线程池
// Executors.newFixedThreadPool(5);// 创建一个固定大小的线程池
// Executors.newCachedThreadPool();// 创建一个可伸缩的线程池
/**
 * 四种拒绝策略：
 *
 * new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 
 * 银行满了，还有人进来，不处理这个人的，抛出异常
 *
 * new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() 
 * 哪来的去哪里！比如你爸爸 让你去通知妈妈洗衣服，妈妈拒绝，让你回去通知爸爸洗
 *
 * new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() 
 * 队列满了，丢掉任务，不会抛出异常！
 *
 * new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() 
 * 队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常！
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 自定义线程池！工作 ThreadPoolExecutor
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,// int corePoolSize, 核心线程池大小(候客区窗口2个)
                5,// int maximumPoolSize, 最大核心线程池大小(总共5个窗口) 
                3,// long keepAliveTime, 超时3秒没有人调用就会释，放关闭窗口 
                TimeUnit.SECONDS,// TimeUnit unit, 超时单位 秒 
                new LinkedBlockingDeque<>(3),// 阻塞队列(候客区最多3人)
                Executors.defaultThreadFactory(),// 默认线程工厂
                // 4种拒绝策略之一：
                // 队列满了，尝试去和 最早的竞争，也不会抛出异常！
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());  
        //队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常！
        try {
            // 最大承载：Deque + max
            // 超过 RejectedExecutionException
            for (int i = 1; i <= 9; i++) {
                // 使用了线程池之后，使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，关闭线程池
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

线程池：4种拒绝策略

4种拒绝策略

/**
 * 四种拒绝策略：
 *
 * new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 
 * 银行满了，还有人进来，不处理这个人的，抛出异常
 *
 * new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() 
 * 哪来的去哪里！比如你爸爸 让你去通知妈妈洗衣服，妈妈拒绝，让你回去通知爸爸洗
 *
 * new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() 
 * 队列满了，丢掉任务，不会抛出异常！
 *
 * new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() 
 * 队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常！
 */

小结和拓展

池的最大容量如何去设置！

了解：IO密集型，CPU密集型：（调优）

直接上代码：

package com.haust.pool;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 自定义线程池！工作 ThreadPoolExecutor
        // 最大线程到底该如何定义
        // 1、CPU 密集型，几核，就是几，可以保持CPu的效率最高！ 
        // 2、IO 密集型 > 判断你程序中十分耗IO的线程， 
        // 比如程序 15个大型任务 io十分占用资源！
        // IO密集型参数(最大线程数)就设置为大于15即可，一般选择两倍
        // 获取CPU的核数
        System.out.println(
            Runtime.getRuntime().availableProcessors());// 8核
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,// int corePoolSize, 核心线程池大小
                // int maximumPoolSize, 最大核心线程池大小 8核电脑就是8
                Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
                3,// long keepAliveTime, 超时3秒没有人调用就会释放
                TimeUnit.SECONDS,// TimeUnit unit, 超时单位 秒 
                new LinkedBlockingDeque<>(3),// 阻塞队列(候客区最多3人)
                Executors.defaultThreadFactory(),// 默认线程工厂
                // 4种拒绝策略之一：
                // 队列满了，尝试去和 最早的竞争，也不会抛出异常！
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());  
        //队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常！
        try {
            // 最大承载：Deque + max
            // 超过 RejectedExecutionException
            for (int i = 1; i <= 9; i++) {
                // 使用了线程池之后，使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，关闭线程池
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

13、四大函数式接口（必需掌握）

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(); 
}
// 泛型、枚举、反射 
// lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算 
// 超级多FunctionalInterface 
// 简化编程模型，在新版本的框架底层大量应用！ 
// foreach(消费者类的函数式接口)

四大函数式接口：

[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-JgJ4DgrY-1612153143956)(D:\Note\笔记\JUC并发编程\JUC笔记(下)].assets\image-20200726184704772.png)

Function 函数式接口

Function函数式接口

package com.haust.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 函数型接口 可以 用 lambda表达式简化
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
       /*Function function = new 
                                        Function() {
            @Override
            public String apply(String str) {
                return str;
            }
        };*/
        // lambda 表达式简化：
        Function<String,String> function = str->{
    return str;};
        System.out.println(function.apply("asd"));
    }
}

等价于：

    Function<String, String> function = new Function<String, String>() {
        @Override
        public String apply(String s) {
            return s;
        }
    };

Predicate 断定型接口

断定型接口：有一个输入参数，返回值只能是 布尔值！

package com.haust.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 predicate = new Predicate(){
            @Override
            public boolean test(String str) {
                return str.isEmpty();//true或false
            }
        };*/
        Predicate<String> predicate = 
                            (str)->{
    return str.isEmpty(); };
        System.out.println(predicate.test(""));//true
    }
}

Consumer 消费型接口

Consumer 消费型接口

package com.haust.function;
import java.util.function.Consumer;
/**
 * Consumer 消费型接口: 只有输入，没有返回值
 */
public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        /*Consumer consumer = new Consumer() {
            @Override
            public void accept(String str) {
                System.out.println(str);
            }
        };*/
        Consumer<String> consumer = 
                                (str)->{
    System.out.println(str);};
        consumer.accept("sdadasd");
    }
}

Supplier 供给型接口

Supplier 供给型接口

package com.haust.function;
import java.util.function.Supplier;
/**
 * Supplier 供给型接口 没有参数，只有返回值
 */
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        /*Supplier supplier = new Supplier() {
            @Override
            public Integer get() {
                System.out.println("get()");
                return 1024;
            }
        };*/
        Supplier supplier = ()->{
     return 1024; };
        System.out.println(supplier.get());
    }
}

14、Stream 流式计算

什么是Stream流式计算

大数据：存储 + 计算

集合、MySQL 本质就是存储东西的；

计算都应该交给流来操作！

/**
 * 题目要求：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 必须是偶数
 * 2、年龄必须大于23岁
 * 3、用户名转为大写字母
 * 4、用户名字母倒着排序
 * 5、只输出一个用户！
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        User user1 = new User(2, "zhangsan", 12);
        User user2 = new User(3, "lisi", 32);
        User user3 = new User(4, "wangwu", 52);
        User user4 = new User(5, "zhaoliu", 62);
        User user5 = new User(6, "qianqi", 72);

        List<User> list = Arrays.asList(user1, user2, user3, user4, user5);

        list.stream().filter(user -> user.getId() % 2 == 0)
                .filter(user -> user.getAge() > 23)
                .map(user -> user.getUsername().toUpperCase())
                .sorted((u1, u2) -> u2.compareTo(u1))
                .limit(1)
                .forEach(System.out::println);
    }

}

15、ForkJoin

什么是 ForkJoin

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

大数据：Map Reduce （把大任务拆分为小任务）

ForkJoin 特点：工作窃取

这个里面维护的都是双端队列

ForkJoin

Fork-Join 是一种并行计算模式，用于处理任务的分解与合并。在Java中，java.util.concurrent包提供了ForkJoinPool和ForkJoinTask来实现 Fork-Join 框架。

1. ForkJoinPool：ForkJoinPool是一个线程池，专门用于执行ForkJoinTask。它通常会创建与处理器数量相等的工作线程，并且这些线程可以执行提交的ForkJoinTask。

2. ForkJoinTask：ForkJoinTask是一个抽象类，用于表示可以被ForkJoinPool执行的任务。它有两个主要的子类：RecursiveAction和RecursiveTask。

• RecursiveAction：用于表示没有返回值的任务。通常用于执行一些操作而不需要返回结果。

• RecursiveTask：用于表示有返回值的任务。通常用于执行一些计算并返回结果。

package com.fatfish.forkjoin;

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

public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {
    private Long start;
    private Long end;
    private static final Long THRESHOLD = 1000L;

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

    @Override
    protected Long compute() {
        if (end - start < THRESHOLD) {
            long sum = 0L;
            for (long i = start; i <= end; i++) sum += i;
            return sum;
        } else {
            long mid = start + (end - start) / 2;
            ForkJoinDemo task1 = new ForkJoinDemo(start, mid);
            ForkJoinDemo task2 = new ForkJoinDemo(mid + 1, end);
            task1.fork();
            task2.fork();
            return task1.join() + task2.join();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        long start = 0L, end = 100_000_000_000L;
        System.out.println("================================串行执行================================");
        sequencialRun(start, end);
        System.out.println("================================forkJoin执行================================");
        forkJoinRun(start, end);
        System.out.println("================================并行流parallel执行================================");
        streamParallelRun(start, end);
    }

    private static void streamParallelRun(long start, long end) {
        long sum = 0L;
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        sum = LongStream.rangeClosed(start, end)
                .parallel()
                .reduce(0, Long::sum);

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("结果为：" + sum + ", 用时：" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

    private static void forkJoinRun(long start, long end) throws ExecutionException, InterruptedException {
        long sum = 0L;
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinDemo(start, end);
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);
        sum = submit.get();

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("结果为：" + sum + ", 用时：" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

    private static void sequencialRun(long start, long end) {
        long sum = 0L;
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        for (long i = start; i <= end; i++) sum += i;

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("结果为：" + sum + ", 用时：" + (endTime - startTime) + "ms");
    }
}

执行结果：

================================串行执行================================
结果为：932356074711512064, 用时：22882ms
================================forkJoin执行================================
结果为：932356074711512064, 用时：9793ms
================================并行流parallel执行================================
结果为：932356074711512064, 用时：3987ms

16、异步回调

Future 设计的初衷： 对将来的某个事件的结果进行建模

没有返回值的 runAsync 异步回调:

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

        System.out.println("1111");

        completableFuture.get(); // 执行异步任务，获取阻塞执行结果
    }
}

有返回值的 supplyAsync 异步回调:

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        // 有返回值的 supplyAsync 异步回调
        // ajax，成功和失败的回调
        // 返回的是错误信息；
        CompletableFuture<Integer> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(
                () -> {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "，supplyAsync=>Integer");
                    int i = 10 / 0;
                    return 1024;
                });
        System.out.println(completableFuture.whenComplete(
                (t, u) -> {
                    System.out.println("t=>" + t); // 正常的返回结果
                    System.out.println("u=>" + u);
                    // 错误信息：
                    // java.util.concurrent.CompletionException:
                    // java.lang.ArithmeticException: / by zero
                })
                .exceptionally((e) -> {
                    System.out.println(e.getMessage());
                    return 233; // 可以获取到错误的返回结果
                }).get());
    }
}

17、JMM

请你谈谈你对 Volatile 的理解

Volatile 是 Java 虚拟机提供轻量级的同步机制，类似于synchronized 但是没有其强大。

1、保证可见性

2、不保证原子性

3、防止指令重排

1. 可见性： 当一个变量被声明为 volatile 后，当一个线程修改了这个变量的值后，其他线程能够立即看到这个变量的最新值。这是因为 volatile 修饰的变量会被存储在主内存中，而不是线程的本地缓存中，所以当一个线程修改了 volatile 变量的值后，其他线程可以立即从主内存中读取到这个最新的值，从而实现了可见性。

2. 防止指令重排序： 当一个变量被声明为 volatile 后，在读取和写入这个变量时会禁止指令重排序。这意味着在一个线程写入一个 volatile 变量之后，后续的读操作不能被重排序到这个写操作之前。这样可以确保其他线程能够看到最新的值。因为编译器和处理器知道 volatile 变量可能会被其他线程修改，所以会避免对 volatile 变量进行优化，从而防止了指令重排序。

3. 不保证原子性： 尽管 volatile 变量可以确保可见性和禁止指令重排序，但它并不保证操作的原子性。原子性是指一个操作是不可分割的，要么全部执行成功，要么全部不执行，不会出现中间状态。volatile 只保证了对变量的读取和写入是原子的，但对于复合操作，如 count++ 这样的自增操作，volatile 是无法保证原子性的，因为这是一个复合操作，包括读取、自增和写回这三个步骤，其中任意一步都可能被其他线程打断，从而导致最终结果不是预期的。（在多线程环境下，如果需要保证原子性的操作，需要使用 synchronized 或者 java.util.concurrent.atomic 包中提供的原子类。）

什么是JMM

JMM ： Java内存模型，不存在的东西，概念！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 工作内存 、主内存

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writ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： 程序不知道主内存的值已经被修改过了

18、Volatile

1、保证可见性

package com.haust.tvolatile;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class JMMDemo {
    // 不加 volatile 程序就会死循环！
    // 加 volatile 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 对主内存的变化不知道的
            while (num==0){
            }
        }).start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        num = 1;
        System.out.println(num);
    }
}

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。要么同时成功，要么同时失败。

package com.haust.tvolatile;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
// volatile 不保证原子性
public class VDemo02 {
    // volatile 不保证原子性
    // 原子类的 Integer
    private volatile static AtomicInteger num = new AtomicInteger();
    public static void add(){
        // num++; // 不是一个原子性操作
        num.getAndIncrement(); // AtomicInteger + 1 方法， CAS
    }
    public static void main(String[] args) {
        //理论上num结果应该为 2 万
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000 ; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }
        // 判断只要剩下的线程不大于2个，就说明20个创建的线程已经执行结束
        while (Thread.activeCount()>2){
     // Java 默认有 main gc 2个线程
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                                                       + " " + num);
    }
}

如果不加 lock 和 synchronized ，怎么样保证原子性

使用原子类，解决原子性问题。

// volatile 不保证原子性
 // 原子类的 Integer
 private volatile static AtomicInteger num = new AtomicInteger();
 public static void add(){
    // num++; // 不是一个原子性操作
    num.getAndIncrement(); // AtomicInteger + 1 方法， CAS
 }

这些类的底层都直接和操作系统挂钩！在内存中修改值！Unsafe类是一个很特殊的存在！

指令重排

什么是指令重排？：我们写的程序，计算机并不是按照你写的那样去执行的。

源代码 —> 编译器优化的重排 —> 指令并行也可能会重排 —> 内存系统也会重排 ——> 执行

处理器在执行指令重排的时候，会考虑：数据之间的依赖性

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

我们所期望的：1234 但是可能执行的时候会变成 2134 或者 1324

但是不可能是 4123！

前提：a b x y 这四个值默认都是 0：

可能造成影响得到不同的结果：

正常的结果：x = 0; y = 0; 但是可能由于指令重排出现以下结果：

指令重排导致的诡异结果： x = 2; y = 1;

非计算机专业

volatile 可以避免指令重排：

内存屏障。CPU指令。作用：

1. 保证特定操作的执行顺序！
2. 可以保证某些变量的内存可见性 (利用这些特性volatile 实现了可见性)

volatile 是可以保证可见性。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产生！

volatile 内存屏障在单例模式中使用的最多！

19、彻底玩转单例模式

DCL懒汉式：

package com.haust.single;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
// 懒汉式单例
// 道高一尺，魔高一丈！
public class LazyMan {
    private static boolean csp = false;// 标志位
    // 单例不安全，因为反射可以破坏单例，如下解决这个问题：
    private LazyMan(){
        synchronized (LazyMan.class){
            if (csp == false){
                csp = true;
            }else {
                throw new RuntimeException("不要试图使用反射破坏异常");
            }
        }
    }
    /**
     * 计算机指令执行顺序：
     * 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
     *
     * 期望顺序是：123
     * 特殊情况下实际执行：132  ===>  此时 A 线程没有问题
     *                               若额外加一个 B 线程 
     *                               此时lazyMan还没有完成构造
     */
    // 原子性操作：避免指令重排
    private volatile static LazyMan lazyMan;
    // 双重检测锁模式的 懒汉式单例  DCL懒汉式
    public static LazyMan getInstance(){
        if (lazyMan==null){
            synchronized (LazyMan.class){
                if (lazyMan==null){
                    lazyMan = new LazyMan(); // 不是一个原子性操作
                }
            }
        }
        return lazyMan;
    }
    // 反射！
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //LazyMan instance = LazyMan.getInstance();
        Field qinjiang = LazyMan.class.getDeclaredField("csp");
        csp.setAccessible(true);
        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = 
                        LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        LazyMan instance = declaredConstructor.newInstance();
        qinjiang.set(instance,false);
        LazyMan instance2 = declaredConstructor.newInstance();
        System.out.println(instance);
        System.out.println(instance2);
    }
}

单例模式（Java实现）-CSDN博客

20、深入理解CAS

什么是 CAS

大厂你必须要深入研究底层！有所突破！ 修内功，操作系统，计算机网络原理

package com.kuang.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()); 
        atomicInteger.getAndIncrement() // 看底层如何实现 ++ 
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021)); 
        System.out.println(atomicInteger.get()); 
    } 
}

执行结果如图：

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，那么则执行操作！如果不是就

一直循环！

CAS ： ABA 问题（狸猫换太子）

package com.haust.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); 
        /*
         * 类似于我们平时写的SQL：乐观锁
         *
         * 如果某个线程在执行操作某个对象的时候，其他线程若操作了该对象，
         * 即使对象内容未发生变化，也需要告诉我。
         *
         * 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()); 
    } 
}

输出结果如图：

21、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！

package com.haust.cas;
import java.util.concurrent.TimeUnit; 
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference; 
    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，这里面比较的都是一个个对象 
         */
        // 可以有一个初始对应的版本号 1
        static AtomicStampedReference<Integer> 
                        atomicStampedReference = 
                            new AtomicStampedReference<>(2020,1);
        // CAS compareAndSet : 比较并交换！ 
        public static void main(String[] args) {
            new Thread(()->{
                // 获得版本号
                int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); 
                System.out.println("a1=>"+stamp); 
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2); 
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace(); 
                }
                atomicStampedReference.compareAndSet(
                    2020, 
                    2022, 
                    atomicStampedReference.getStamp(), // 最新版本号
                    // 更新版本号
                    atomicStampedReference.getStamp() + 1); 
                      System.out.println("a2=>"
                                 +atomicStampedReference.getStamp()); 
                     System.out.println(
                        atomicStampedReference.compareAndSet(
                            2022, 
                            2020, 
                            atomicStampedReference.getStamp(), 
                            atomicStampedReference.getStamp() + 1)); 
                    System.out.println("a3=>"
                                 +atomicStampedReference.getStamp()); 
                },"a").start(); 
            // 乐观锁的原理相同！ 
            new Thread(()->{
                // 获得版本号 
                int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); 
                System.out.println("b1=>"+stamp); 
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2); 
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace(); 
                }
                System.out.println(
                    atomicStampedReference.compareAndSet(
                                    2020, 6666, stamp, stamp + 1)); 
                System.out.println("b2=>"
                +atomicStampedReference.getStamp()); 
            },"b").start();
        } 
}

结果如图：

参考：AtomicStampedReference是怎样解决CAS的ABA问题-腾讯云开发者社区-腾讯云

    // CAS compareAndSet : 比较并交换！
    public static void main(String[] args) {
        final AtomicStampedReference<Integer> count = new AtomicStampedReference<>(5, 1);

        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (Exception ignore) {
                }

                boolean re = count.compareAndSet(5, 10, 1, 2);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "[recharge] compareAndSet " + re);
            });
            thread.start();
        }

        Thread thread = new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (Exception ignore) {
            }
            boolean re = count.compareAndSet(10, 5, count.getStamp(), count.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "[consume] compareAndSet " + re);
        });
        thread.start();
    }

结果：

Thread-1[recharge] compareAndSet true
Thread-2[consume] compareAndSet true
Thread-0[recharge] compareAndSet false

注意：

Integer 使用了对象缓存机制，默认范围是 -128 ~ 127 ，推荐使用静态工厂方法 valueOf 获取对象实例，而不是 new，因为 valueOf 使用缓存，而 new 一定会创建新的对象分配新的内存空间；

下面是阿里巴巴开发手册的规范点：

22、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）

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）

Synchronized 版

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
        // 这里的锁定对象是 Phone 类的实例 phone
        new Thread(phone::sms, "A").start();
        new Thread(phone::sms, "B").start();
        new Thread(phone::sms, "C").start();
        new Thread(phone::sms, "D").start();
    }

    static class Phone {
        public synchronized void sms() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            call(); // 这里也有锁(sms锁 里面的call锁)
        }

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

Lock 版

package com.haust.lock;
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
        // 两个lock() 就需要两次解锁
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                                                           + "sms");
            call(); // 这里也有锁
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
            lock.unlock();
        }
    }
    public void call(){
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                                                           + "call");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

3、自旋锁

spinlock

我们来自定义一个锁测试：

package com.haust.lock;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
/**
 * 自旋锁
 */
public class SpinlockDemo {
    // int   0
    // Thread  null
    // 原子引用
    AtomicReference<Thread> atomicReference = 
                                            new AtomicReference<>();
    // 加锁
    public void myLock(){
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                                                       + "==> mylock");
        // 自旋锁
        while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){
        }
    }
    // 解锁
    // 加锁
    public void myUnLock(){
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                                   + "==> myUnlock");
        atomicReference.compareAndSet(thread,null);// 解锁
    }
}

测试

package com.haust.lock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class TestSpinLock {
    public static void main(String[] args) throws 
                                            InterruptedException {
//        ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
//        reentrantLock.lock();
//        reentrantLock.unlock();
        // 底层使用的自旋锁CAS
        SpinlockDemo lock = new SpinlockDemo();// 定义锁
        new Thread(()-> {
            lock.myLock();// 加锁
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.myUnLock();// 解锁
            }
        },"T1").start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        new Thread(()-> {
            lock.myLock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.myUnLock();
            }
        },"T2").start();
    }
}

结果如图：

补充：AtomicReference

AtomicReference 是 Java 中的一个原子引用类，它提供了一种线程安全地操作对象引用的机制。它可以确保在多线程环境中对对象引用的操作是原子的，不会出现竞态条件。

AtomicReference 类提供了一系列原子操作方法，包括设置值、获取当前值、比较并设置等。这些方法能够保证在执行操作时，不会被其他线程中断，从而确保了线程安全。

以下是 AtomicReference 类的主要方法：

• get()：获取当前存储的对象引用。
• set(T newValue)：设置存储的对象引用为指定的新值。
• getAndSet(T newValue)：设置存储的对象引用为指定的新值，并返回之前的值。
• compareAndSet(T expect, T update)：如果当前存储的对象引用与期望值（expect）相等，则将其设置为新值（update），返回 true；否则不修改，并返回 false。
• weakCompareAndSet(T expect, T update)：与 compareAndSet 类似，但是使用了更弱的原子保证。
• lazySet(T newValue)：最终将存储的对象引用设置为指定的新值，但是可能对其他操作不具有立即可见性。

AtomicReference 可以用于各种情况，例如在单例模式中保证单例对象的唯一性，或者在数据结构中保证对引用对象的并发访问安全。

4、死锁

死锁是什么?

参考

狂神JUC笔记(上)-KuangStudy-文章

狂神JUC笔记(下)-KuangStudy-文章

遇见狂神说的个人空间-遇见狂神说个人主页-哔哩哔哩视频