java多线程基本操作方法

目录

一、isAlive（）

二、 join（）

三、start和run

四、 volatile()

五、synchronized

1、synchronized 引入

2、死锁 

第一种情况：反复加锁

第二种情况 对不同对象嵌套加锁的死锁

3、形成死锁条件 

六、wait和notify

一、isAlive（）

isAlive表示线程时候结束，判断时候回调函数(这里是run)时候结束.

public class Test2_isAlive {public static void main(String[] args) {Thread t=new Thread(()->{System.out.println("线程开始");try {Thread.sleep(1000);//只是用来让程序暂时休息下，方便看结果} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println("线程结束");});t.start();//其次被执行System.out.println(t.isAlive());//首先被执行，因为t.start需要准备一些资源try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println(t.isAlive());//最后执行，会是false,也可能run中执行的慢也会被提前执行，true}
}

第一种情况，run还没有执行完毕，也就是回调函数还没有执行完毕，执行了最后一次System.out.println(t.isAlive());

 

第二种情况，run执行完毕了，在执行最后一次 System.out.println(t.isAlive());
 

 

 

   我们可以加大sleep()的时间来选择这两次结果
 

 

二、 join（）
 

这是一个等待函数，创建两个线程A 和 B，对应的实例分别是a和b，在A中用b调用了join（），那么A线程会被暂停，等待B线程执行完毕在执行
 

public class Thread_join {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t=new Thread(()->{for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("t线程工作中");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});t.start();System.out.println("join开始等待");t.join();System.out.println("join等待结束");}
}
 

 

描述： 我们在main线程中使用Thread的t实例调用了join(）方法，main需要等待Thread 执行完毕在执行
 

 

三、start和run
 

 

 

四、 volatile()
 

我们先来聊聊什么叫内存可见性？
 

我们先来看一下下面代码，这里定义了一个变量flag通过线程t1判断flag的值看是否循环，通过改变t2来改变flag的值终止t1的循环，我们预期输入1来终止t1的循环
 

public class Thread_volatile {public static int flag=0;public static void main(String[] args) {Thread t1=new Thread(()->{while (flag==0){//这个循环一秒钟会执行很多次}System.out.println("t线程推出");});t1.start();Thread t2=new Thread(()->{System.out.println("请输入flag值");Scanner scan=new Scanner(System.in);flag=scan.nextInt();});t2.start();}
}
 

 

程序进入了死循环，为啥呢？ 
 

这就是内存的可见性问题，编译器在编译t1的进程while循环时，发现每次需要从内存中读取flag的值在进行while条件判断，由于这个while循环执行非常快，短时间内需要大量读flag的值，在判断，但是这个从内存读取flag的值的速度时判读的速度的千分之一甚至是万分之一倍，所以编译器决定只进行一次读取，进行大量判断，编译器初心是为了提高代码性能，如果放在单线程中没有问题，但是这是多线程。
 

 

解决方案（不让编译器自动优化代码了，就是进行多次读取）
 

给flag加上volatile修饰
 

 public volatile static int flag=0;
 

 

 

五、synchronized
 

1、synchronized 引入
 

 synchronized  会起到互斥效果 ,  某个线程执行到某个对象的  synchronized  中时 ,  其他线程如果也执行到 同一个对象 synchronized  就会 阻塞等待 

 

 
  • 进入 synchronized 修饰的代码块, 相当于 加锁 
  • 退出 synchronized 修饰的代码块, 相当于 解锁
 
我们先来看一组简单代码：
 
public class Test_Synchronized {public static int count=0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1=new Thread(()->{for (int i = 0; i < 5000; i++) {count++;}});Thread t2=new Thread(()->{for (int i = 0; i <5000 ; i++) {count++;}});t1.start();t2.start();t1.join();//这里不加join会在没有加完情况下打印count的值t2.join();System.out.println(count);}
}
 
描述：创建两个线程每个线程让count变量加5k次，最后我们的预期结果应该是1w。可是如下：
 

 

 
 

原因分析： count++这个操作本质上，是分为三部进行的
 

  1. load  把数据从内存读取到cpu寄存器中
  2. add   把寄存器中的数据加1
  3. save  把寄存器中的数据保存到内存
 

我们的理想状态是两个线程分别执行count++，可是线程之间是并发执行的呀，假设count开始值是0，如果我们在执行a线程的count++的时候就是上面count++三部曲，执行到了第二步，如果这个时候b线程也开始执行三部曲的第一步开时读取count的值那肯定是和a线程读取的一样都是0，因为这时候a线程还没有改变count的值。继续往后走，当a线程执行完毕三部曲，count变成1，a线程继续读取继续执行，这时候b线程执行完了，把count也变成了1，b线程继续执行。发现问题了吗？
 

解决方案一
 

我们先执行完毕一个线程，在执行一个另外一个线程，代码如下：
 

        t1.start();t1.join();//这里不加join会在没有加完情况下打印count的值t2.start();t2.join();System.out.println(count);
 

 

解决方案二
 

使用synchronized加锁，如果加锁的对象一样，那么后者需要等待前者加锁部分执行完毕在执行
 

举个例子理解：多个人等待上一个厕所，这个厕所同一时间只能允许一个上，上厕所都要锁门，假设现在a在上厕所，后面依次是b，c，d在排队，当a上完厕所出来，后面下一个上厕所的人不一定是b这是有优先级的，而且也不是下一个人立刻上厕所，有一个cpu调用过程
 

 

public class Test_Synchronized {public static int count=0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object object=new Object();Thread t1=new Thread(()->{synchronized (object){for (int i = 0; i < 5000; i++) {count++;}}});Thread t2=new Thread(()->{synchronized (object){for (int i = 0; i < 5000; i++) {count++;}}});t1.start();t2.start();t1.join();//这里不加join会在没有加完情况下打印count的值t2.join();System.out.println(count);}
}
 

 

2、死锁 
 

第一种情况：反复加锁
 

举个例子：我们已经对一个对象加锁a了，但是现在我们在这个锁里面在对这个对象加锁b，这样外层锁执行到b锁的时候，b锁要等待这个已经加a锁的对象执行完毕在执行，可是a锁又要执行b锁才能执行完，程序就卡住了
 

 

解决方案 
 

 

第二种情况 对不同对象嵌套加锁的死锁
 

举个例子：你想开车，但是车钥匙在房间里，你想进房间拿钥匙，但是房间钥匙在锁在了你想开的车里，很离谱把，就是这么离谱，哈哈哈
 

代码什么情况下会出现死锁？
 

public class Deal_Synchronized2 {public static void main(String[] args) {Object object1=new Object();Object object2=new Object();Thread t1=new Thread(()->{synchronized (object1){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}synchronized (object2){System.out.println("t1加锁完毕");}}});Thread t2=new Thread(()->{synchronized (object2){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}synchronized (object1){System.out.println("t2加锁完毕");}}});t1.start();t2.start();}
}
 

 

描述：t1线程和t2线程开始都会先获得object1的锁和object2的锁，当t1线程执行到synchronized (object2)的时候，t2对象已经对object2加上锁了，t1进程进入阻塞态等待object2释放，但是t2线程的object2需要等待t1线程执行完毕，所以程序进入阻塞态
 

解决方案
 

在编写锁的时候，注意先编写序号小的锁，后编写序号大的锁（或先大后小）要有一定规则，修改代码如下：
 

public class Deal_Synchronized2 {public static void main(String[] args) {Object object1=new Object();Object object2=new Object();Thread t1=new Thread(()->{synchronized (object1){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}synchronized (object2){System.out.println("t1加锁完毕");}}});Thread t2=new Thread(()->{synchronized (object1){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}synchronized (object2){System.out.println("t2加锁完毕");}}});t1.start();t2.start();}
}
 

 

 

3、形成死锁条件 
 

  1. 互斥使用.（锁的基本特性）当一个线程持有一把锁的时候，另一个线程也想获取到锁，就要阻塞等待
  2. 不可抢占（锁的基本特性）当锁已经被线程1拿到之后，线程2只能等待线程1主动释放
  3. 请求保持（代码决定）一个线程尝试获取多把锁（有锁1了还想得到锁2，在获取锁2的过程不会释放锁1）
  4. 循环嵌套锁，你想开车，但是车钥匙在房间里，你想进房间拿钥匙，但是房间钥匙在锁在了你想开的车里
 

我们在以后解决的主要针对第4条就可以，即注意锁的编号
 

六、wait和notify
 

wait是在线程还没有结束的时候进入阻塞，join是影响线程的结束顺序，wait需要用notify唤醒
 

public class Wait_Notify {public static void main(String[] args) {Object object=new Object();Thread t1=new Thread(()->{synchronized (object){System.out.println("wait之前");try {object.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println("wait之后");}});Thread t2=new Thread(()->{try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}synchronized (object){System.out.println("进行通知");object.notify();}});t1.start();t2.start();}
}
 












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