JUC并发多线程进阶

笔记整理来源 B站UP主狂神说Java https://space.bilibili.com/95256449/

JUC并发多线程进阶

1、什么是JUC

源码+官方文档

JUC是 java util concurrent

面试高频问JUC~！

在这里插入图片描述

java.util 是Java的一个工具包~

业务：不会通过普通的线程代码 Thread 来实现

Runnable： 没有返回值、效率相比于Callable 相对较低！

2、线程和进程

进程：一个程序，QQ.exe Music.exe；数据+代码+pcb

一个进程可以包含多个线程，至少包含一个线程！

Java默认有几个线程？2个线程！ main线程、GC线程

线程：开了一个进程Typora，写字，等待几分钟会进行自动保存(线程负责的)

对于Java而言：Thread、Runable、Callable进行开启线程的，我们之前。

提问？JAVA真的可以开启线程吗？ 开不了的！

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

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

        boolean started = false;
        try {
    
    
            start0();
            started = true;
        } finally {
    
    
            try {
    
    
                if (!started) {
    
    
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
    
    
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
                  it will be passed up the call stack */
            }
        }
    }
	//这是一个C++底层，Java是没有权限操作底层硬件的
    private native void start0();

Java是没有权限去开启线程、操作硬件的(因为java运行在jvm上的)，这是一个native的一个本地方法，它调用的底层的C++代码。

并发、并行

并发： 多线程操作同一个资源。

CPU 只有一核，模拟出来多条线程。那么我们就可以使用CPU快速交替，来模拟多线程。

并行： 多个人一起行走

CPU多核，多个线程可以同时执行。我们可以使用线程池！

public class Test1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //获取cpu的核数
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
    }
}

并发编程的本质：充分利用CPU的资源！

线程有几个状态？

线程的状态：6个状态

public enum State {
    
    
        NEW,				//新生
        RUNNABLE,			//运行
        BLOCKED,			//阻塞
        WAITING,			//等待 死死的等
        TIMED_WAITING,		//超时等待 
        TERMINATED;			//终止
    }

wait/sleep的区别

1、来自不同的类

wait => Object

sleep => Thread

一般情况企业中使用休眠是：

TimeUnit.DAYS.sleep(1);			//休眠1天
TimeUnit.SECONDS.sleep(1); 		//休眠1s

2、关于锁的释放

wait 会释放锁；

sleep睡觉了，不会释放锁；

3、使用的范围是不同的

wait 必须在同步代码块中；

sleep 可以在任何地方睡；

3、Lock锁（重点）

传统的Synchronized

/**
 * 真正的多线程开发,公司开发降低耦合性
 * 线程就是一个单独的资源类，没有任何的附属操作！
 */
public class SaleTicketDemo01 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //多线程操作
        //并发：多线程操作同一个资源类，把资源类丢入线程
        Ticket ticket = new Ticket();

        //@FunctionalInterface 函数式接口 jdk1.8之后 lambda表达式 (参数)->{代码}
        new Thread(()->{
    
    
            for(int i=0;i<40;i++){
    
    
                ticket.sale();
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
    
    
            for(int i=0;i<40;i++){
    
    
                ticket.sale();
            }
        },"B").start();
        new Thread(()->{
    
    
            for(int i=0;i<40;i++){
    
    
                ticket.sale();
            }
        },"C").start();
    }
}

//资源类
//属性+方法
//oop 面向对象 不在是继承或者是实现什么接口 类变得很纯粹 降低耦合性
class Ticket{
    
    
    private int number=50;

    //卖票的方式
    // synchronized 本质：队列 排队，锁
    public synchronized void sale(){
    
    
        if(number>0){
    
    
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 卖出了第"+number+" 张票,剩余："+--number+" 张票");
        }
    }
}

Lock接口

在这里插入图片描述

公平锁： 十分公平，必须先来后到~；

非公平锁： 十分不公平，可以插队；(默认为非公平锁)

package com.liu;

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

public class SaleTicketDemo02 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        Ticket2 ticket = new Ticket2();

        new Thread(()->{
    
    
            for(int i=0;i<40;i++){
    
    
                ticket.sale();
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
    
    
            for(int i=0;i<40;i++){
    
    
                ticket.sale();
            }
        },"B").start();
        new Thread(()->{
    
    
            for(int i=0;i<40;i++){
    
    
                ticket.sale();
            }
        },"C").start();
    }
}

//lock三部曲
//1、    Lock lock=new ReentrantLock();
//2、    lock.lock() 加锁
//3、    finally=> 解锁：lock.unlock();
class Ticket2{
    
    
    private int number=50;

    Lock lock=new ReentrantLock();

    //卖票的方式
    // 使用Lock 锁
    public void sale(){
    
    
        //加锁
        lock.lock();
        try {
    
    
            //业务代码
            if(number>0){
    
    
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 卖出了第"+number+" 张票,剩余："+--number+" 张票");
            }
        }catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        finally {
    
    
            //解锁
            lock.unlock();
        }
    }

}

Synchronized 和 Lock区别

1、Synchronized 内置的Java关键字，Lock是一个Java类
2、Synchronized(自动的) 无法判断获取锁的状态，Lock可以判断
3、Synchronized 会自动释放锁，Lock必须要手动加锁和手动释放锁！可能会遇到死锁
4、Synchronized 线程1(获得锁–>阻塞)、线程2(等待)；

Lock 就不一定会一直等待下去，Lock会有一个trylock去尝试获取锁，不会造成长久的等待。
5、Synchronized 可重入锁，不可以中断的，非公平的；

Lock 可重入锁，可以判断锁，可以自己设置公平锁和非公平锁；
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；
```

锁到底是什么？如何判断锁的是谁？

4、生产者和消费者问题！

面试高频：单例模式、八大排序算法、生产者和消费者、死锁

Synchronized wait notify可以实现，该方法是传统版本；

Synchronized版本

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();
    }
}
class Data{
    
    
    //数字  资源类
    private int number = 0;

    //+1
    public synchronized void increment() throws InterruptedException {
    
    
        if(number!=0){
    
    
            //等待操作
            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 {
    
    
        if(number==0){
    
    
            //等待操作
            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线程B线程，现在如果我有四个线程A B C D！

在这里插入图片描述

解决方案： if 改为while即可，防止虚假唤醒

这样就不存在问题了

什么是虚假唤醒

假如被阻塞的多个线程都被唤醒，但实际情况是被唤醒的线程中有一部分线程是不应该被唤醒的，那么对于这些不应该被唤醒的线程而言就是虚假唤醒

为什么会存在虚假唤醒

Object.wait会自动释放锁，并请求操作系统挂起当前线程，从而使得其他线程能够获取这个锁并修改对象的状态

因为if判断在值发生改变的时候，它不会停，只判断一次

而 while 在值发生改变的时候  会进行等待  不会出现两个线程同时去操作我们的属性值

if和while的区别

while是用来做循环的，也就是说只要条件满足，就会执行一次循环体，执行完以后会再判断一次条件，如果满足条件，还会再执行一次，终而复始，除非你在循环中对条件进行了改变才会从循环中跳出来。
if只做一次判断，条件不满足就不执行，满足就执行一次，执行完就往下执行，不会再回过头来继续执行。

JUC版本的生产者和消费者问题

await、signal 替换 wait、notify

在这里插入图片描述

通过Lock找到Condition

在这里插入图片描述

package com.liu;

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

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

        new Thread(()->{
    
    for(int i=0;i<10;i++) {
    
    
            data.increment();
        }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
    
    for(int i=0;i<10;i++) {
    
    
            data.decrement();
        }},"B").start();
        new Thread(()->{
    
    for(int i=0;i<10;i++) {
    
    
            data.increment();
        }
        },"C").start();
        new Thread(()->{
    
    for(int i=0;i<10;i++) {
    
    
            data.decrement();
        }
        },"D").start();
    }
}
class Data2{
    
    
    //数字  资源类
    private int number = 0;

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

    //+1
    public void increment()  {
    
    
        lock.lock();
        try{
    
    

            //业务
            while (number!=0){
    
    
                //等待操作
                condition.await();
            }
            number++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
            //通知其他线程 我+1完毕了
            condition.signalAll();
        } catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } finally {
    
    
            lock.unlock();
        }
    }

    //-1
    public void decrement()  {
    
    
        lock.lock();
        try{
    
    
            //业务
            while (number==0){
    
    
                //等待操作
                condition.await();
            }
            number--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
            //通知其他线程 我+1完毕了
            condition.signalAll();
        } catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } finally {
    
    
            lock.unlock();
        }
    }
}

Condition的优势：精准的通知和唤醒的线程！

如果我们要指定通知的下一个进行顺序怎么办呢？我们可以使用Condition来指定通知进程~

package com.liu;

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 data3 = new Data3();
        new Thread(()->{
    
    
            for(int i=0;i<10;i++){
    
    
                data3.printA();
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
    
    
            for(int i=0;i<10;i++){
    
    
                data3.printB();
            }
        },"B").start();
        new Thread(()->{
    
    
            for(int i=0;i<10;i++){
    
    
                data3.printC();
            }
        },"C").start();
    }
}

class Data3{
    
    
    //资源类
    private Lock lock=new ReentrantLock();
    private Condition condition1 = lock.newCondition();
    private Condition condition2 = lock.newCondition();
    private Condition condition3 = lock.newCondition();
    private int number = 1; //1A 2B 3C

    public void printA(){
    
    
        lock.lock();
        try {
    
    
            //业务 判断 -> 执行 -> 通知
            while(number!=1){
    
    
                //等待
                condition1.await();
            }
            //操作
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",AAAAA");
            //唤醒指定的线程
            number=2;
            condition2.signal(); // 唤醒2

        } 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){
    
    
                condition2.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",BBBBB");
            //唤醒3
            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
            while(number!=3){
    
    
                condition3.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",CCCCC");
            //唤醒1
            number=1;
            condition1.signal();
        } catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } finally {
    
    
            lock.unlock();
        }
    }
}

5、八锁现象

八锁就是关于锁的八个问题

如何判断锁的是谁！锁到底锁的是谁？

锁会锁住：对象、Class

深刻理解我们的锁

问题1：

package com.liu;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/*
* 八锁 就是关于锁的八个问题*/
public class Test1 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    
        Phone phone = new Phone();
        new Thread(()->{
    
    
            phone.sendSms();
        },"A").start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

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

}

class Phone{
    
    
    public synchronized void sendSms(){
    
    
        System.out.println("发短信");
    }
    public synchronized void call(){
    
    
        System.out.println("打电话");
    }
}

结果是：先发短信，如何再打电话！

为什么？是因为顺序在前吗？不，这个答案是错误的！

问题2：

我们再来看：我们让发短信延迟4s

public synchronized void sendSms(){
    
    
    try {
    
    
        TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
    } catch (InterruptedException e) {
    
    
        e.printStackTrace();
    }

    System.out.println("发短信");
}

现在结果是什么呢？

结果：还是先发短信，然后再打电话！

why？

原因：并不是顺序执行！是因为synchronized 锁的对象是方法的调用者！对于两个方法用的是同一个锁，谁先拿到谁先执行！另外一个则等待！

问题3：

如果我们添加一个普通方法，那么先执行哪一个呢？

package com.liu;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Test1 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    
        Phone phone = new Phone();
        new Thread(()->{
    
    
            phone.sendSms();
        },"A").start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

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

}
class Phone{
    
    
    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");
    }

    public void hello(){
    
    
        System.out.println("hello");
    }
}

答案是：先执行hello，然后再执行发短信！原因是hello是一个普通方法，不受synchronized锁的影响，但是我发现，如果我把发短信里面的延迟4秒去掉，那么就会顺序执行，先执行发短信然后再执行hello，原因应该是顺序执行的原因吧,不是太理解。

问题4：

如果我们使用的是两个对象，一个调用发短信，一个调用打电话，那么整个顺序是怎么样的呢？

package com.liu;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test1 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    
        Phone phone = new Phone();
        Phone phone1 = new Phone();
        
        new Thread(()->{
    
    
            phone.sendSms();
        },"A").start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

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

}

class Phone{
    
    
    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");
    }
}

答案是：先打电话，后发短信。原因：在发短信方法中延迟了4s，又因为synchronized锁的是对象，但是我们这使用的是两个对象，所以每个对象都有一把锁，所以不会造成锁的等待。正常执行

问题5，6：

如果我们把synchronized的方法加上static变成静态方法！那么顺序又是怎么样的呢？

（1）我们先来使用一个对象调用两个方法！

答案是：先发短信,后打电话

（2）如果我们使用两个对象调用两个方法！

答案是：还是先发短信，后打电话

原因是什么呢？ 为什么加了static就始终前面一个对象先执行呢！为什么后面会等待呢？

原因是：对于static静态方法来说，类一加载就有了,对于整个类Class来说只有一份，对于不同的对象使用的是同一份方法，相当于这个方法是属于这个类的，如果静态static方法使用synchronized锁定，那么这个synchronized锁会锁住整个Class对象！不管多少个对象，对于静态的锁都只有一把锁，谁先拿到这个锁就先执行，其他的进程都需要等待！

问题7：

如果我们使用一个静态同步方法、一个同步方法、一个对象调用顺序是什么？

package com.liu;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test2 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    
        Phone1 phone = new Phone1();
        new Thread(()->{
    
    
            phone.sendSms();
        },"A").start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

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

}

class Phone1{
    
    
    public static 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");
    }
}

明显答案是：先打电话，后发短信了。

因为一个锁的是Class类模板，一个锁的是对象调用者。后面那个打电话不需要等待发短信，直接运行就可以了。

问题8：

如果我们使用一个静态同步方法、一个同步方法、两个对象调用顺序是什么呢？

package com.liu;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test2 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    
        Phone1 phone = new Phone1();
        Phone1 phone1 = new Phone1();
        
        new Thread(()->{
    
    
            phone.sendSms();
        },"A").start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

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

}
class Phone1{
    
    
    public static 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");
    }
}

当然答案是：先打电话、后发短信！

因为两个对象，一样的原因：两把锁锁的不是同一个东西，所以后面的第二个对象不需要等待第一个对象的执行。

小结

new 出来的 this 是具体的一个对象
static Class 是唯一的一个模板

6、集合类不安全

List不安全

我们来看一下List这个集合类：

//java.util.ConcurrentModificationException 并发修改异常！
public class ListTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        List<Object> arrayList = new ArrayList<>();

        for(int i=1;i<=100;i++){
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                arrayList.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(arrayList);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

会造成 java.util.ConcurrentModificationException 并发修改异常！

在这里插入图片描述

ArrayList 在并发情况下是不安全的！

解决方案：

1、切换成Vector就是线程安全的啦！

public class ListTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        List<Object> arrayList = new Vector<>();
    }
}

Vector的add方法，Vector比ArrayList更早出现，所以Vector只是其中一种解决办法

在这里插入图片描述

2、使用工具类 Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

public class ListTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        List<Object> arrayList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

    }
}

3、使JUC中的包：List arrayList = new CopyOnWriteArrayList<>();

public class ListTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        List<Object> arrayList = new CopyOnWriteArrayList<>();

    }
}

CopyOnWriteArrayList：写入时复制！ COW 计算机程序设计领域的一种优化策略，提高效率

多个线程调用的时候，list，读取的时候，是固定的，写入（存在覆盖操作）；在写入的时候避免覆盖，造成数据错乱的问题；

CopyOnWriteArrayList比Vector厉害在哪里？

Vector 底层是使用synchronized关键字来实现的：效率特别低下。

CopyOnWriteArrayList 使用的是Lock锁，效率会更加高效！

在这里插入图片描述

Set不安全

在这里插入图片描述

和List、Set同级的还有一个BlockingQueue 阻塞队列；

Set和List同理可得: 多线程情况下，普通的Set集合是线程不安全的；

解决方案还是两种：

使用Collections工具类的synchronized包装的Set类
使用 new CopyOnWriteArraySet() 写入复制的JUC解决方案

public class SetTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
//      Set<String> hashSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>()); 	//解决方案1
        Set<String> hashSet = new CopyOnWriteArraySet<>();						//解决方案2
        
        for (int i = 1; i < 100; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                hashSet.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(hashSet);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

HashSet底层是什么？

hashSet底层就是一个HashMap；

在这里插入图片描述

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

//add 		本质其实就是一个map的key，map的key是无法重复的，所以使用的就是map存储
//hashSet	就是使用了hashmap key不能重复的原理
public boolean add(E e) {
    
    
        return map.put(e, PRESENT)==null;
}
//PRESENT是什么？ 是一个常量  不会改变的常量  无用的占位
private static final Object PRESENT = new Object();

Map不安全

回顾map的基本操作：

//map 是这样用的吗？   不是，工作中不使用这个
//默认等价什么？ 		new HashMap<>(16,0.75);
Map<String, String> map = new HashMap<>();
//public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) 
//初始化容量、加载因子

在这里插入图片描述

同样的HashMap基础类也存在并发修改异常！

public static void main(String[] args) {
    
    
    
    Map<String, String> map = new HashMap<>();

    for (int i = 1; i < 100; i++) {
    
    
        new Thread(()->{
    
    
            map.put(Thread.currentThread().getName(),UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
            System.out.println(map);
        },String.valueOf(i)).start();
    }
}

解决方案：

使用Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());处理；
使用new ConcurrentHashMap进行并发处理

研究ConcurrentHashMap底层原理：

这里我们可以直接去研究一下，这个也是相当重要的。参考：https://blog.csdn.net/weixin_43185598/article/details/87938882

7、Callable(简单)

在这里插入图片描述

结论：Callable

1、可以有返回值；
2、可以抛出异常；
3、方法不同，run()/call()

传统使用线程方式：

public class CallableTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
    
    
            new Thread(new MyThread()).start();
        }
    }
}

class MyThread implements Runnable{
    
         //不建议使用

    @Override
    public void run() {
    
    
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

使用Callable进行多线程操作：

在这里插入图片描述

但是如何使用呢？

Callable怎么放入到Thread里面呢？

在这里插入图片描述

看JDK api文档：

在Runnable里面有一个叫做FutureTask的实现类，我们进去看一下。

在这里插入图片描述

这样我们就可以先把Callable 放入到FutureTask中，然后再把FutureTask (因为它继承了Runnable)放入到Thread就可以了。

public class CallableTest {
    
    
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    
    
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
    
    
//            new Thread(new Runnable()).start();
//            new Thread(new FutureTask<>( Callable)).start();
            MyThread thread= new MyThread();
            //适配类：FutureTask
            FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(thread);
            //放入Thread使用
            new Thread(futureTask,String.valueOf(i)).start();
            //获取Callable的返回值 就是我们 return 的值
            String s = futureTask.get();
            System.out.println("返回值："+ s);
        }
    }
}

class MyThread implements Callable<String> {
    
    

    @Override
    public String call() throws Exception {
    
    
        System.out.println("Call:"+Thread.currentThread().getName());
        return "String"+Thread.currentThread().getName();
    }
}

这样我们就可以使用Callable来进行多线程编程了，并且我们发现可以有返回值，并且可以抛出异常

在这里插入图片描述

注意两个重点：

在这里插入图片描述

8、常用的辅助类(必会！)

8.1 CountDownLatch

在这里插入图片描述

//这是一个计数器  减法
public class CountDownLatchDemo {
    
    

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    
        //总数是6 倒计时
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);

        for (int i = 1; i <= 6 ; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Go out");
                countDownLatch.countDown();     //线程的数量-1
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        countDownLatch.await();                 //等待计数器归零  然后向下执行

        System.out.println("close door");

    }
}

主要方法：

countDown 减一操作；
await 等待计数器归零。
await 等待计数器为0，就唤醒，再继续向下运行。

8.2 CyclickBarrier

在这里插入图片描述

其实就是一个加法计数器；

public class CyclicBarrierDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        //主线程 ，最后要执行的线程，计数器达到7，就会执行此线程
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7,()->{
    
    
            System.out.println("召唤神龙~");
        });

        for (int i = 1; i <= 7; i++) {
    
    
            //子线程
            int finalI = i;  //我们在lambda表达式中不能使用到i ，所以采用final，jdk1.8之后就不用加final了
            new Thread(()->{
    
    
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 收集了第 {"+ finalI+"} 颗龙珠");
                try {
    
    
                    cyclicBarrier.await(); //加法计数 等待
                } catch (InterruptedException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }

    }
}

8.3 Semaphore

相当于通行证

Semaphore：信号量

抢车位：

3个车位 6辆车：

public class SemaphoreDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //停车位为3个
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
    
    
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
    
    
                try {
    
    
                    semaphore.acquire(); //得到
                    //抢到车位
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 抢到了车位{"+ finalI +"}");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2); //停车2s
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 离开车位");
                } catch (InterruptedException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }finally {
    
    
                    semaphore.release();//释放
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

原理：

semaphore.acquire() 获得资源，如果资源已经使用完了，就会阻塞，然后等待资源释放后再进行使用！

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！

9、读写锁

ReadWriteLock 为了提高工作效率，提高程序性能

在这里插入图片描述

先对于不加锁的情况：

如果我们做一个我们自己的cache缓存。分别有写入操作、读取操作；

我们采用五个线程去写入，使用十个线程去读取。

我们来看一下这个的效果，如果我们不加锁的情况！

package com.liu;
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;

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

        MyCache_ReadWriteLock mycache = new MyCache_ReadWriteLock();

        //开启5个线程 写入数据
        for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
    
    
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
    
    
                mycache.put(String.valueOf(finalI),String.valueOf(finalI));
            }).start();
        }
        //开启10个线程去读取数据
        for (int i = 1; i <=10 ; i++) {
    
    
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
    
    
                String o = mycache.get(String.valueOf(finalI));
            }).start();
        }
    }
}
/*
 * 自定义缓存
 * */
class MyCache_ReadWriteLock{
    
    
    private volatile Map<String,String> map=new HashMap<>(); //volatile 保证原子性
    public void put(String key,String value){
    
    
        //写入 存
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 开始写入");
        map.put(key, value);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 写入OK");
    }

    public String get(String key){
    
    
        //得到 读
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 开始读取");
        String o = map.get(key);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 读取OK");
        return o;
    }
}

在这里插入图片描述

所以如果我们不加锁的情况，多线程的读写会造成数据不可靠的问题。

我们也可以采用synchronized这种重量锁和轻量锁 lock去保证数据的可靠。

但是这次我们采用更细粒度的锁：ReadWriteLock 读写锁来保证

/*
* 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
* */
public class ReadWriteLockDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        MyCache_ReadWriteLock mycache = new MyCache_ReadWriteLock();
        for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
    
    
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
    
    
                mycache.put(String.valueOf(finalI),String.valueOf(finalI));
            }).start();
        }
        for (int i = 1; i <=10 ; i++) {
    
    
            int finalI = i;
            new Thread(()->{
    
    
                String o = mycache.get(String.valueOf(finalI));
            }).start();
        }
    }
}
class MyCache_ReadWriteLock{
    
    
    private volatile Map<String,String> map=new HashMap<>(); 

    //使用读写锁
    private ReadWriteLock readWriteLock=new ReentrantReadWriteLock();
    //普通锁 对比
    //private Lock lock=new ReentrantLock();

    //写入的时候只希望同时只有一个线程去写
    public void put(String key,String value){
    
    
        //写锁+加锁
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
    
    
            //写入
            //业务流程
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 开始写入");
            map.put(key, value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 写入OK");
        } catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } finally {
    
    
            readWriteLock.writeLock().unlock(); //解锁
        }
    }

    // 读的时候所有人都可以读
    public String get(String key){
    
    
        //加锁
        String o="";
        readWriteLock.readLock().lock();
        try {
    
    
            //得到 读
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 开始读取");
            o = map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程 读取OK");
        } catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } finally {
    
    
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }
        return o;
    }
}

在这里插入图片描述

10、阻塞队列

队列

在这里插入图片描述

阻塞队列jdk1.8文档解释：

在这里插入图片描述

BlockingQueue

blockingQueue 是Collection的一个子类，他不是一个新的东西，它和set，list相似；

在这里插入图片描述

整个阻塞队列的家族如下：

Queue以下实现的有Deque(双端队列)、AbstaractQueue(非阻塞队列)、BlockingQueue(阻塞队列)；

BlockingQueue以下有Link链表实现的阻塞队列、也有Array数组实现的阻塞队列

什么情况我们会使用阻塞队列呢？

多线程并发处理、线程池！

如何使用阻塞队列呢？

操作：添加元素、移除元素

但是实际我们要学的有：

四组API

在这里插入图片描述

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class test1 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    
        test4();
        //test2();
    }

    /**
     * 抛出异常
     */
    public static void test1(){
    
    
        //需要初始化队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        //添加元素
        System.out.println(blockingQueue.add("a")); //true
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));
        //System.out.println(blockingQueue.add("d"));
        //抛出异常：java.lang.IllegalStateException: Queue full

        //查看队首元素
        System.out.println("=====================");
        System.out.println(blockingQueue.element()); //a
        System.out.println("=====================");

        //移除元素
        System.out.println(blockingQueue.remove()); //a
        System.out.println(blockingQueue.remove()); //b
        System.out.println(blockingQueue.remove()); //c
        //System.out.println(blockingQueue.remove());
        //如果多移除一个
        //这也会造成 java.util.NoSuchElementException 抛出异常

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

        //添加元素
        System.out.println(blockingQueue.offer("a")); //true
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        //添加 一个不能添加的元素 使用offer只会返回false 不会抛出异常
        System.out.println(blockingQueue.offer("d"));  //false

        //弹出
        System.out.println(blockingQueue.poll()); //a
        System.out.println(blockingQueue.poll()); //b
        System.out.println(blockingQueue.poll()); //c
        //弹出 如果没有元素 只会返回null 不会抛出异常
        System.out.println(blockingQueue.poll());  //null
    }
//=======================================================================================
    /**
     * 等待 一直阻塞
     */
    public static void test3() throws InterruptedException {
    
    
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        //一直阻塞 不会返回
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");

        //blockingQueue.put("d");
        //如果队列已经满了， 再进去一个元素  这种情况会一直等待这个队列 什么时候有了位置再进去，程序不会停止

        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        //如果我们再来移除一个  这种情况也会等待，程序会一直运行 阻塞
        System.out.println(blockingQueue.take());
    }
//=======================================================================================
    /**
     * 等待 超时阻塞
     *  这种情况也会等待队列有位置 或者有产品 但是会超时结束
     */
    public static void test4() throws InterruptedException {
    
    
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        blockingQueue.offer("a");
        blockingQueue.offer("b");
        blockingQueue.offer("c");

        System.out.println("开始等待");
        blockingQueue.offer("d",2, TimeUnit.SECONDS);  //超时时间2s 等待如果超过2s就结束等待
        System.out.println("结束等待");

        System.out.println("===========取值==================");
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());

        System.out.println("开始等待");
        blockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS); //超过两秒 我们就不要等待了
        System.out.println("结束等待");
    }
}

SynchronousQueue同步队列

同步队列没有容量，也可以视为容量为1的队列；

进去一个元素，必须等待取出来之后，才能再往里面放入一个元素；

put方法和 take方法

Synchronized 和其他的BlockingQueue 不一样它不存储元素；

put了一个元素，就必须从里面先take出来，否则不能再put进去值！

并且SynchronousQueue 的take是使用了lock锁保证线程安全的。

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

/**
 * 同步队列
 */
public class SynchronousQueueDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        BlockingQueue<String> synchronousQueue = new SynchronousQueue<>();
        //研究一下 如果判断这是一个同步队列

        //使用两个进程
        // 一个进程 放进去
        // 一个进程 拿出来
        new Thread(()->{
    
    
            try {
    
    
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Put 1");
                synchronousQueue.put("1");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Put 2");
                synchronousQueue.put("2");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Put 3");
                synchronousQueue.put("3");
            } catch (InterruptedException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
        },"T1").start();

        new Thread(()->{
    
    
            try {
    
    
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Take "+synchronousQueue.take());
                //TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Take "+synchronousQueue.take());
                //TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Take "+synchronousQueue.take());

            } catch (InterruptedException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
        },"T2").start();
    }
}

在这里插入图片描述

11、线程池(重点)

线程池：三大方法、七大参数、四种拒绝策略

池化技术

程序的运行，本质：占用系统的资源！我们需要去优化资源的使用 ===> 池化技术

线程池、JDBC的连接池、内存池、对象池等等。。。。

资源的创建、销毁十分消耗资源

池化技术：事先准备好一些资源，如果有人要用，就来我这里拿，用完之后还给我，以此来提高效率。

线程池的好处：

1、降低资源的消耗；

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；

三大方法

ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor(); //单个线程
ExecutorService threadPool2 = Executors.newFixedThreadPool(5); //创建一个固定的线程池的大小
ExecutorService threadPool3 = Executors.newCachedThreadPool(); //可伸缩的，可改变的

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

//工具类 Executors 三大方法；
public class Demo01 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        // Executors工具类
        //ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();//单个线程
        //ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); //创建一个固定的线程池的大小
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool(); //可伸缩的

        //线程池用完必须要关闭线程池
        try {
    
    

            for (int i = 1; i <=10 ; i++) {
    
    
                // 传统方式
                // new Thread().start();

                //使用了线程池后，通过线程池创建线程
                threadPool.execute(()->{
    
    
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " ok");
                });
            }
        } catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } finally {
    
    

            //线程池用完要关闭
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

Single

在这里插入图片描述

Fixed

在这里插入图片描述

Cached

在这里插入图片描述

七大参数

源码分析

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    
    
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,	//只有一
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
    
    
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,	//传递的参数
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                                  threadFactory);
}

public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
    
    
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, //Integer.MAX_VALUE 约等于21亿
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>(),
                                  threadFactory);
}

本质：三种方法都是开启的ThreadPoolExecutor

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, 					//核心线程池大小
                          int maximumPoolSize, 					//最大的线程池大小
                          long keepAliveTime,  					//超时了没有人调用就会释放
                          TimeUnit unit, 						//超时单位
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue, 	//阻塞队列
                          ThreadFactory threadFactory, 			//线程工厂 创建线程的 一般不用动
                          RejectedExecutionHandler handler 		//拒绝策略
                         ) {
    
    
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

阿里巴巴的Java操作手册中明确说明：对于Integer.MAX_VALUE初始值较大，所以一般情况我们要使用底层的ThreadPoolExecutor来创建线程池。

在这里插入图片描述

业务图

在这里插入图片描述

手动创建线程池


import java.util.concurrent.*;
public class Demo01 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        // 自定义线程池！工作中使用
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(2,    // 七大参数一定能要熟悉
                5,
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); // 默认的拒绝策略，银行满了但是还有人进来，不处理这个人，并且抛出异常 和阻塞队列的四种api相似

        try {
    
    
            //最大承载：队列容量大小+maxPoolSize
            for (int i = 1; i <=100 ; i++) {
    
    
                threadPool.execute(()->{
    
    
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " ok");
                });
            }
        } catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } finally {
    
    
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

在这里插入图片描述

四种拒绝策略

（1）new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()： //该拒绝策略为：银行满了，还有人进来，不处理这个人的，并抛出异常

超出最大承载，就会抛出异常：队列容量大小+maxPoolSize

在这里插入图片描述

（2）new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()： //该拒绝策略为：哪来的去哪里 main线程进行处理

在这里插入图片描述

（3）new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy(): //该拒绝策略为：队列满了,丢掉异常，不会抛出异常。

在这里插入图片描述

（4）new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()： //该拒绝策略为：队列满了，尝试去和最早的进程竞争，不会抛出异常

在这里插入图片描述

如何设置线程池的最大大小？

CPU密集型和IO密集型！（调优！）

1、CPU密集型：电脑的核数是几核就选择几；选择maximunPoolSize的大小

我们可以使用代码来来获取逻辑处理器数量。

于是cpu密集型的写法如下：

在这里插入图片描述

2、I/O密集型：

在程序中有15个大型任务，io十分占用资源；

I/O密集型就是判断我们程序中十分耗I/O的线程数量，大约是最大耗I/O线程数的一倍到两倍之间

12、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

函数式接口：只有一个方法的接口

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    
    
    public abstract void run();
}
// 超级多的@FunctionalInterface
// 简化编程模型，在新版本的框架底层大量应用
// foreach()的参数也是一个函数式接口，消费者类的函数式接口

在这里插入图片描述

代码测试：

Function函数型接口

在这里插入图片描述

import java.util.function.Function;

/**
 * Function函数型接口，有一个输入参数，一个输出
 * 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) {
    
    
        //工具类：输出输入的值
//        Function function = new Function<String,String>() {
    
    
//            //匿名类
//            @Override
//            public String apply(String o) {
    
    
//                return o;
//            }
//        };
        
        //lambda表达式简化
        Function<String,String> function = (str) ->{
    
    return str;};

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



    }
}

Predicate 断定型接口

在这里插入图片描述

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) {
    
    
        //可以判断字符串是否为空
        Predicate<String> predicate = (str)->{
    
    return str.isEmpty();};
        System.out.println(predicate.test("11"));
        System.out.println(predicate.test(""));
    }
}

Consummer 消费型接口

在这里插入图片描述

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

Supplier 供给型接口

在这里插入图片描述

import java.util.function.Supplier;

/**
 * 供给型接口，只返回，不输入
 */
public class Demo04 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Supplier<String> supplier = ()->{
    
    return "1024";};
        System.out.println(supplier.get());
    }
}

13、Stream流式计算

什么是Stream流式计算？

大数据：存储+计算！

存储：集合、MySQL 本质就是存储东西的

计算：都是流式计算~

=== 链式编程 ===

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

/**
 * 题目要求
 * 筛选用户
 * 1、ID 必须是偶数
 * 2、年龄大于23岁
 * 3、用户名转换为大写
 * 4、用户名字母倒者排序
 * 5、只输出一个用户
 */
public class Test {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        User user1 = new User(1,"a",21);
        User user2 = new User(2,"b",22);
        User user3 = new User(3,"c",23);
        User user4 = new User(4,"d",24);
        User user5 = new User(5,"e",25);
        User user6 = new User(6,"f",26);
        
        //集合就是存储
        List<User> list = Arrays.asList(user1, user2, user3, user4, user5, user6);
        //第二种方法！！  Arrays.asList和new ArrayList<>()的区别！！！
//        ArrayList<User> list1 = new ArrayList<>();
//        list1.add(user1);
//        list1.add(user2);
//        list1.add(user3);
//        list1.add(user4);
//        list1.add(user5);
//        list1.add(user6);
        
        //System.out.println(list);
        //System.out.println(list1);
        //两个的输出结果相同
        //[User(id=1, name=a, age=21), User(id=2, name=b, age=22), User(id=3, name=c, age=23), User(id=4, name=d, age=24), User(id=5, name=e, age=25), User(id=6, name=f, age=26)]
        //[User(id=1, name=a, age=21), User(id=2, name=b, age=22), User(id=3, name=c, age=23), User(id=4, name=d, age=24), User(id=5, name=e, age=25), User(id=6, name=f, age=26)]

        //计算交给流
        //链式编程！！！！
        list.stream()                                                    //将list转换成stream对象
                .filter((u)->{
    
     return u.getId()%2==0; })                 //过滤用户，u会自动遍历
                .filter((u)->{
    
    return u.getAge()>23;})                    //
                .map((u)->{
    
    return u.getName().toUpperCase();})           // 转换为大写
                .sorted((uu1,uu2)->{
    
                                         // 排序
                    return uu2.compareTo(uu1);                           // uu2对uu1排序  就是倒序
                })
                .limit(1)
                .forEach(System.out::println);
    }
}

14、ForkJoin

什么是ForkJoin？

ForkJoin 在JDK1.7，并行执行任务！提高效率~。在大数据量速率会更快！

大数据中：Map Reduce 核心思想->把大任务拆分为小任务！

在这里插入图片描述

ForkJoin 特点：工作窃取！

实现原理是：双端队列！从上面和下面都可以去拿到任务进行执行！

在这里插入图片描述

如何使用ForkJoin?

1、通过ForkJoinPool来执行
2、计算任务 execute(ForkJoinTask<?> task)

在这里插入图片描述

3、计算类要去继承ForkJoinTask；

ForkJoin的计算类！

import java.util.concurrent.RecursiveTask;

public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {
    
    

    private long star;
    private long end;

    //临界值
    private long temp=1000000L;

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

    /**
     * 计算方法
     * @return Long
     */
    @Override
    protected Long compute() {
    
    
        if((end-star)<temp){
    
    
            Long sum = 0L;
            for (Long i = star; i < end; i++) {
    
    
                sum+=i;
            }
//            System.out.println(sum);
            return sum;
        }else {
    
    
            //使用forkJoin 分而治之 计算
            //计算平均值
            long middle = (star+ end)/2;
            ForkJoinDemo forkJoinDemoTask1 = new ForkJoinDemo(star, middle);
            forkJoinDemoTask1.fork();  //拆分任务，把线程任务压入线程队列
            ForkJoinDemo forkJoinDemoTask2 = new ForkJoinDemo(middle, end);
            forkJoinDemoTask2.fork();  //拆分任务，把线程任务压入线程队列
            long taskSum = forkJoinDemoTask1.join() + forkJoinDemoTask2.join();
            return taskSum;
        }
    }
}

测试类！

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

public class Test {
    
    
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    
    
        test1();
        test2();
        test3();
    }

    /**
     * 普通计算
     */
    public static void test1(){
    
    
        long star = System.currentTimeMillis();
        long sum = 0L;
        for (long i = 1; i <= 10_0000_0000; i++) {
    
    
            sum+=i;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+sum+" 时间："+(end-star));
        //System.out.println(sum);
    }

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

        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();         //通过ForkJoinPool来执行
        ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinDemo(0L, 10_0000_0001L); //创建任务的对象
        //forkJoinPool.execute(task);   执行任务  没有返回结果
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);  //提交任务
        Long aLong = submit.get();

        //System.out.println(aLong);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+aLong+" 时间："+(end-star));
    }


    /**
     * 使用Stream 并行流
     */
    public static void test3(){
    
    
        long star = System.currentTimeMillis();
        //Stream并行流()
        long sum = LongStream.range(0L, 10_0000_0001L).parallel().reduce(0, Long::sum); //parallel 并行
        //System.out.println(sum);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+sum+" 时间："+(end-star));
    }
}

.parallel().reduce(0, Long::sum)使用一个并行流去计算整个计算，提高效率。

在这里插入图片描述

reduce方法的优点：

在这里插入图片描述

15、异步回调

Future 设计的初衷：对将来的某个事件结果进行建模！

其实就是前端 --> 发送ajax异步请求给后端

在这里插入图片描述

但是我们平时都使用CompletableFuture

（1）没有返回值的runAsync异步回调

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

/**
 * 异步调用 ：CompletableFuture
 *  异步执行
 *  成功回调
 *  失败回调
 * */
public class Demo01 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException
    {
    
    
        // 发起 一个 请求
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        System.out.println("11---------------------");
        CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(()->{
    
      //static 直接调用
            //发起一个异步回调任务 去异步执行
            try {
    
    
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"333.....");
        });
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        System.out.println("222------------------------------");
        //输出执行结果
        System.out.println(future.get()+"444");  //异步回调获取返回值，获取执行结果，这里会阻塞
    }
}

(2）有返回值的异步回调supplyAsync

//有返回值的异步回调
// ajax 成功和失败的回调  失败返回的是错误信息
CompletableFuture<Integer> completableFuture=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
    
    
    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    try {
    
    
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        int i=1/0;
    } catch (InterruptedException e) {
    
    
        e.printStackTrace();
    }
    return 1024;
});
System.out.println(completableFuture.whenComplete((t, u) -> {
    
    
    //success 回调
    System.out.println("t=>" + t); //正常的返回结果
    System.out.println("u=>" + u); //抛出异常的 错误信息
}).exceptionally((e) -> {
    
    
    //error回调
    System.out.println(e.getMessage()); //可以获取到错误的返回结果
    return 404;
}).get());  // 获得返回值
}

whenComplete: 有两个参数，一个是t 一个是u

T：是代表的 正常返回的结果；

U：是代表的 抛出异常的错误信息；

如果发生了异常，get可以获取到exceptionally返回的值；

发生异常的结果

在这里插入图片描述

16、JMM

对Volatile 的理解

Volatile 是 Java 虚拟机提供 轻量级的同步机制

1、保证可见性
2、不保证原子性
3、禁止指令重排

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；

线程中分为 工作内存、主内存

8种操作:

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

在这里插入图片描述

JMM对这8种操作给了相应的规定：

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。就是对变量实施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

在这里插入图片描述

遇到问题：程序不知道主存中的值已经被修改过了！；

解决办法！

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JMMDemo01 {
    
    

    // 如果不加volatile 程序会死循环
    // 加了volatile是可以保证可见性的
    private volatile static Integer number = 0;   //加上volatile 就可以及时通知到子线程，告诉其他线程已经修改了值

    public static void main(String[] args) {
    
    
        //main线程
        //子线程1
        new Thread(()->{
    
    
            while (number==0){
    
    
            }
        }).start();
        try {
    
    
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        number=1;
        System.out.println(number);
    }
}

17、Volatile

1、保证可见性

public class JMMDemo01 {
    
    

    // 如果不加volatile 程序会死循环
    // 加了volatile是可以保证可见性的
    private volatile static Integer number = 0;

    public static void main(String[] args) {
    
    
        //main线程
        //子线程1
        new Thread(()->{
    
    
            while (number==0){
    
    
            }
        }).start();
        try {
    
    
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        //子线程2
        new Thread(()->{
    
    
            while (number==0){
    
    
            }

        }).start();
        try {
    
    
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        number=1;
        System.out.println(number);
    }
}

2、不保证原子性

原子性：不可分割；

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

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 不保证原子性
 * number <=2w
 *
 */
public class VDemo02 {
    
    

    private static volatile int number = 0;

    public synchronized static void add(){
    
    
        number++;
        //++ 不是一个原子性操作，是两个~三个操作
        //
        // 可以给方法加上synchronized,或者另外使用lock  来保证原子性
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        //理论上number  === 20000

        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                for (int j = 1; j <= 1000 ; j++) {
    
    
                    add();
                }
            }).start();
        }

        //System.out.println(number);
       while (Thread.activeCount()>2){
    
     //线程数量大于二
           //main  gc
           Thread.yield();  //线程礼让 保证20个线程都执行完了
       }
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",num="+number); //number总是没有2w
 }
}

如果不加lock和synchronized ，怎么样保证原子性？

找到class文件路径执行javap -c VDemo02.class进行反编译查看字节码文件

在这里插入图片描述

解决方法：使用JUC下的原子包下的class；

在这里插入图片描述

代码如下：

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

/**
 * 不保证原子性
 * number <=2w
 *
 */
public class VDemo02 {
    
    

    private static volatile AtomicInteger number = new AtomicInteger();

    public synchronized static void add(){
    
    
        number.getAndIncrement();  //AtomicInteger +1 方法 ，原理CAS
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                for (int j = 1; j <= 1000 ; j++) {
    
    
                    add();
                }
            }).start();
        }
       while (Thread.activeCount()>2){
    
    
           Thread.yield();
       }
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",num="+number); //number总是没有2w
 }
}

这些类的底层都直接和操作系统挂钩！是在内存中修改值。

Unsafe类是一个很特殊的存在；

什么是指令重排？

我们写的程序，计算机并不是按照我们自己写的那样去执行的

源代码–->编译器优化代码重排–->指令并行也可能会重排–->内存系统也会重排–->执行

处理器在进行指令重排的时候，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

//我们期望的执行顺序是 1_2_3_4  可能执行的顺序会变成2134 1324
//可不可能是 4123？ 不可能的

可能造成的影响结果：前提：a b x y这四个值默认都是0

在这里插入图片描述

正常的结果： x = 0; y =0; 但是可能由于指令重排

在这里插入图片描述

可能在线程A中会出现，先执行b=1，然后再执行x=a；

在B线程中可能会出现，先执行a=2，然后执行y=b；

那么就有可能因为指令重排导致结果如下：x=2; y=1.

volatile可以避免指令重排：

volatile中会加一道内存的屏障，这个内存屏障可以保证在这个屏障中的指令顺序。

内存屏障：CPU指令。作用：

1、保证特定的操作的执行顺序；

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

在这里插入图片描述

总结

volatile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

面试官：那么你知道在哪里用这个内存屏障用得最多呢？单例模式

18、玩转单例模式(重点)

饿汉式、DCL懒汉式

饿汉式

/**
 * 饿汉式单例  自动加载
 */
public class Hungry {
    
    

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



    //单例模式都要构造器私有
    private Hungry(){
    
    

    }
    //直接使用其对象
    private final static Hungry hungry = new Hungry();  //保证唯一

    public static Hungry getInstance(){
    
    
        return hungry;
    }

}

DCL懒汉式单例不安全, 因为反射可以破坏


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

//懒汉式单例模式  用的时候采取加载
public class LazyMan {
    
    

    private static boolean key = false;

    private LazyMan(){
    
    
        synchronized (LazyMan.class){
    
    
            if (key==false){
    
    
                key=true;
            }
            else{
    
    
                throw new RuntimeException("不要试图使用反射破坏异常");
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
    }

    private volatile static LazyMan lazyMan;

    //双重检测锁模式 简称DCL懒汉式
    public static LazyMan getInstance(){
    
    
        //多线程下需要加锁
        if(lazyMan==null){
    
    
            synchronized (LazyMan.class){
    
    
                if(lazyMan==null){
    
       //如果为空 才去创建称为懒汉式
                    lazyMan=new LazyMan();  //不是一个原子性操作
                    /** new LzyMan()
                     * 1、分配内存空间
                     * 2、执行构造方法，初始化对象
                     * 3、把这个对象指向这个空间
                     *
                     *  就有可能出现指令重排问题
                     *  比如执行的顺序是1 3 2 等
                     *  我们就可以添加volatile保证指令重排问题
                     */
                }
            }
        }
        return lazyMan;
    }
    //单线程下 是ok的
    //但是如果是并发的
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
    
    
//        for (int i = 0; i < 10; i++) {
    
    
//            new Thread(()->{
    
    
//                getInstance();
//            }).start();
//        }
//
        //Java中有反射 可以搞破坏
        //LazyMan instance = LazyMan.getInstance();
        //Field key = LazyMan.class.getDeclaredField("key");

        //key.setAccessible(true);


        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null); //获得空参构造器
        declaredConstructor.setAccessible(true); //无视了私有的构造器 破坏单例
        //通过反射来创建的对象
        LazyMan lazyMan1 = declaredConstructor.newInstance();
        //key.set(lazyMan1,false);
        LazyMan instance2 = declaredConstructor.newInstance();

        //System.out.println(instance);
        System.out.println(instance2);
        System.out.println(lazyMan1);
    }
}

静态内部类

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

    }
    public static Holder getInstance(){
    
    
        return InnerClass.holder;
    }
    //静态内部类
    public static class InnerClass{
    
    
        private static final Holder holder = new Holder();
    }
}

枚举

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

//enum 是什么？ enum本身就是一个Class 类
public enum EnumSingle {
    
    
    INSTANCE;  //这个对象 默认就是单例的
    public EnumSingle getInstance(){
    
    
        return INSTANCE;
    }
}

class Test{
    
    
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
    
    
        EnumSingle instance1 = EnumSingle.INSTANCE; //获得对象

        Constructor<EnumSingle> declaredConstructor = EnumSingle.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);//这里的参数 我们根据反编译将class再变为java，然后可以看到一个有参构造
        declaredConstructor.setAccessible(true); //利用反射去破坏枚举

        //java.lang.NoSuchMethodException: com.ogj.single.EnumSingle.<init>()

        EnumSingle instance2 = declaredConstructor.newInstance();  //利用枚举获得对象

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

使用枚举，我们就可以防止反射破坏了。

在这里插入图片描述

枚举类型使用JAD最终反编译后源码：

如果我们看idea 的文件：会发现idea骗了我们，它告诉我们是有无参构造的，我们使用jad进行反编译。

在这里插入图片描述

public final class EnumSingle extends Enum
{
    
    

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

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

    private EnumSingle(String s, int i)    //发现有参构造！！！！
    {
    
    
        super(s, i);
    }

    public EnumSingle getInstance()
    {
    
    
        return INSTANCE;
    }

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

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

19、深入理解CAS

什么是CAS？

大厂必须深入研究底层！！！！修内功！操作系统、计算机网络原理、组成原理、数据结构

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); //实际值

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

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

进入我们的getAndIncrement() 查看原理

在这里插入图片描述

查看Unsafe源码

Unsafe类

在这里插入图片描述

总结：

CAS：比较当前工作内存中的值和主内存中的值，如果这个值是期望的，那么则执行操作！如果不是就一直循环，使用的是自旋锁。

缺点：

循环会耗时；
一次性只能保证一个共享变量的原子性；
它会存在ABA问题

CAS：ABA问题？(狸猫换太子)

在这里插入图片描述

线程1：期望值是1，要变成2；

线程2：两个操作：

1、期望值是1，变成3
2、期望是3，变成1

所以对于线程1来说，它拿到的A的值还是1，所以就出现了ABA问题，骗过了线程1；

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class casDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);
        //==================================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, 2022));   //其实已经有线程修改过我们的值了
        System.out.println(atomicInteger.get());
    }
}

那么我们要怎么才能知道有线程修改过值？乐观锁！

原子引用来解决！！

20、原子引用

解决ABA问题，对应的思想：就是使用了乐观锁~

带版本号的原子操作！

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

public class casDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        AtomicStampedReference<Integer> atomicInteger = new AtomicStampedReference<>(20, 1);  //初始值，时间戳（版本号）
        //我们要让b线程知道a线程的操作
        new Thread(()->{
    
    
            int stamp = atomicInteger.getStamp();  //获得版本号
            System.out.println("a1->"+stamp);
            try {
    
    
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(20, 21, atomicInteger.getStamp(), atomicInteger.getStamp() + 1));
            System.out.println("a2->"+atomicInteger.getStamp());

            System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(21, 20, atomicInteger.getStamp(), atomicInteger.getStamp() + 1));
            System.out.println("a3->"+atomicInteger.getStamp());

        },"a").start();

        new Thread(()->{
    
    
            int stamp = atomicInteger.getStamp();  //获得版本号
            System.out.println("b1->"+stamp);

            try {
    
    
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (InterruptedException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(20, 66, atomicInteger.getStamp(), atomicInteger.getStamp() + 1));
            System.out.println("b2->"+atomicInteger.getStamp());
        },"b").start();
}

Integer 使用了对象缓存机制，默认范围是-128~127，查过这个值就会重新分配内存空间，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。

在这里插入图片描述

所以如果遇到，使用大于128的时候，使用原子引用的时候，如果超过了这个值，那么就不会进行版本上升！

在这里插入图片描述

那么如果我们使用小于128的时候：

在这里插入图片描述

正常业务操作中，我们一般引用使用的是一个个对象，而不是Integer，一般情况不会遇到这种情况。

21、各种锁的理解

1、公平锁、非公平锁

公平锁：非常公平；不能插队的，必须先来后到；

/**
 * Creates an instance of {@code ReentrantLock} with the
 * given fairness policy.
 *
 * @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy
 */
public ReentrantLock(boolean fair) {
    
       //为true 就是公平锁
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}

非公平锁：非常不公平，允许插队的，可以改变顺序（默认都是非公平！）。

/**
 * Creates an instance of {@code ReentrantLock}.
 * This is equivalent to using {@code ReentrantLock(false)}.
 */
public ReentrantLock() {
    
    
    sync = new NonfairSync();
}

2、可重入锁

可重入锁(递归锁)

在这里插入图片描述

Synchronized锁

import java.util.concurrent.TimeUnit;

//Synchronized
public class Demo01 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Phone phone = new Phone();
        Phone phone1 = new Phone();
        new Thread(()->{
    
    
            phone.sms();
        },"A").start();
        
        new Thread(()->{
    
    
            phone1.sms();
        },"B").start();
    }

}

class Phone{
    
    
    public synchronized void sms(){
    
    
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=> sms");
        call();//这里也有一把锁
    }
    public synchronized void call(){
    
    
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=> call");
    }
}

A=> sms
A=> call
B=> sms
B=> call

lock锁

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

//lock
public class Demo02 {
    
    

    public static void main(String[] args) {
    
    
        Phone2 phone = new Phone2();
        new Thread(()->{
    
    
            phone.sms();
        },"A").start();
        new Thread(()->{
    
    
            phone.sms();
        },"B").start();
    }

}
class Phone2{
    
    

    Lock lock=new ReentrantLock();

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

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

3、自旋锁

spinlock

在这里插入图片描述

自己设计自旋锁：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

/**
 * 自旋锁
*/
public class SpinlockDemo {
    
    

    //int        0
    //Thread     null
    AtomicReference<Thread> atomicReference=new AtomicReference<>(); //原子引用

    //加锁
    public void myLock(){
    
    
        Thread thread = Thread.currentThread();  //获取当前线程
       System.out.println(thread.getName()+"===> myLock");

        //自旋锁
        while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){
    
    
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ==> 自旋中~");
        }
    }


    //解锁
    public void myUnLock(){
    
    
        Thread thread=Thread.currentThread();
        System.out.println(thread.getName()+"===> myUnLock");
        atomicReference.compareAndSet(thread,null);
    }

}

测试

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

public class TestSpinLock {
    
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    
//        ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
//        reentrantLock.lock();
//        reentrantLock.unlock();
        // 我们现在用自己的锁  原理使用的是自旋锁
//        SpinlockDemo spinlockDemo=new SpinlockDemo();
//        spinlockDemo.myLock();
//        spinlockDemo.myUnLock();

        //使用CAS实现自旋锁
        SpinlockDemo spinlockDemo=new SpinlockDemo();

        new Thread(()->{
    
    
            spinlockDemo.myLock();
            try {
    
    
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (Exception e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            } finally {
    
    
                spinlockDemo.myUnLock();
            }
        },"t1").start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

        new Thread(()->{
    
    
            spinlockDemo.myLock();
            try {
    
    
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (Exception e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            } finally {
    
    
                spinlockDemo.myUnLock();
            }
        },"t2").start();
    }
}

t2进程必须等待t1进程Unlock后，才能Unlock，在这之前进行自旋等待。。。。

在这里插入图片描述

4、死锁

死锁是什么？

在这里插入图片描述

死锁测试，怎么排除死锁：

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DeadLock {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //放两个资源  互相去争抢
        String lockA= "lockA";
        String lockB= "lockB";

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

class MyThread implements Runnable{
    
    

    private String lockA;
    private String lockB;

    public MyThread(String lockA, String lockB) {
    
    
        this.lockA = lockA;
        this.lockB = lockB;
    }

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

解决问题

1、使用jps定位进程号，jdk的bin目录下：有一个jps

命令：jps -l 在死锁的条件下，在IDEA终端执行

在这里插入图片描述

2、使用jstack+ 进程号找到死锁信息

一般情况信息在最后：

在这里插入图片描述

面试，工作中！排查问题！

1、日志

2、堆栈信息