关于多线程
多线程安全问题的原因:
通过图解:发现一个线程在执行多条语句时,并运算同一个数据时,在执行过程中,其他线程参与进来,并操作了这个数据。导致到了错误数据的产生。
涉及到两个因素:
1,多个线程在操作共享数据。
2,有多条语句对共享数据进行运算。
原因:这多条语句,在某一个时刻被一个线程执行时,还没有执行完,就被其他线程执行了。
解决安全问题的原理:
只要将操作共享数据的语句在某一时段让一个线程执行完,在执行过程中,其他线程不能进来执行就可以解决这个问题。
如何进行多句操作共享数据代码的封装呢?
java中提供了一个解决方式:就是同步代码块。
格式:
synchronized(对象) {//任意对象都可以。这个对象就是锁。
需要被同步的代码;
}
好处:解决了线程安全问题。
弊端:相对降低性能,因为判断锁需要消耗资源,产生了死锁。
定义同步是有前提的:
1,必须要有两个或者两个以上的线程,才需要同步。
2,多个线程必须保证使用的是同一个锁。
同步的第二种表现形式:
同步函数:其实就是将同步关键字定义在函数上,让函数具备了同步性。
同步函数是用的哪个锁呢?
通过验证,函数都有自己所属的对象this,所以同步函数所使用的锁就是this锁。
当同步函数被static修饰时,这时的同步用的是哪个锁呢?
静态函数在加载时所属于类,这时有可能还没有该类产生的对象,但是该类的字节码文件加载进内存就已经被封装成了对象,这个对象就是该类的字节码文件对象。
所以静态加载时,只有一个对象存在,那么静态同步函数就使用的这个对象。
这个对象就是类名.class
同步代码块和同步函数的区别?
同步代码块使用的锁可以是任意对象。
同步函数使用的锁是this,静态同步函数的锁是该类的字节码文件对象。
在一个类中只有一个同步,可以使用同步函数。如果有多同步,必须使用同步代码块,来确定不同的锁。所以同步代码块相对灵活一些。
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★考点问题:请写一个延迟加载的单例模式?写懒汉式;当出现多线程访问时怎么解决?加同步,解决安全问题;效率高吗?不高;怎样解决?通过双重判断的形式解决。
//懒汉式:延迟加载方式。
当多线程访问懒汉式时,因为懒汉式的方法内对共性数据进行多条语句的操作。所以容易出现线程安全问题。为了解决,加入同步机制,解决安全问题。但是却带来了效率降低。
为了效率问题,通过双重判断的形式解决。
class Single{
private static Singles = null;
private Single(){}
public static SinglegetInstance(){ //锁是谁?字节码文件对象;
if(s == null){
synchronized(Single.class){
if(s == null)
s = new Single();
}
}
return s;
}
}
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同步死锁:通常只要将同步进行嵌套,就可以看到现象。同步函数中有同步代码块,同步代码块中还有同步函数。
线程间通信:思路:多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作却不一样。
1:将资源封装成对象。
2:将线程执行的任务(任务其实就是run方法。)也封装成对象。
等待唤醒机制:涉及的方法:
wait:将同步中的线程处于冻结状态。释放了执行权,释放了资格。同时将线程对象存储到线程池中。
notify:唤醒线程池中某一个等待线程。
notifyAll:唤醒的是线程池中的所有线程。
注意:
1:这些方法都需要定义在同步中。
2:因为这些方法必须要标示所属的锁。
你要知道A锁上的线程被wait了,那这个线程就相当于处于A锁的线程池中,只能A锁的notify唤醒。
3:这三个方法都定义在Object类中。为什么操作线程的方法定义在Object类中?
因为这三个方法都需要定义同步内,并标示所属的同步锁,既然被锁调用,而锁又可以是任意对象,那么能被任意对象调用的方法一定定义在Object类中。
wait和sleep区别:分析这两个方法:从执行权和锁上来分析:
wait:可以指定时间也可以不指定时间。不指定时间,只能由对应的notify或者notifyAll来唤醒。
sleep:必须指定时间,时间到自动从冻结状态转成运行状态(临时阻塞状态)。
wait:线程会释放执行权,而且线程会释放锁。
Sleep:线程会释放执行权,但不是不释放锁。
线程的停止:通过stop方法就可以停止线程。但是这个方式过时了。
停止线程:原理就是:让线程运行的代码结束,也就是结束run方法。
怎么结束run方法?一般run方法里肯定定义循环。所以只要结束循环即可。
第一种方式:定义循环的结束标记。
第二种方式:如果线程处于了冻结状态,是不可能读到标记的,这时就需要通过Thread类中的interrupt方法,将其冻结状态强制清除。让线程恢复具备执行资格的状态,让线程可以读到标记,并结束。
---------< java.lang.Thread>----------
interrupt():中断线程。
setPriority(int newPriority):更改线程的优先级。
getPriority():返回线程的优先级。
toString():返回该线程的字符串表示形式,包括线程名称、优先级和线程组。
Thread.yield():暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。
setDaemon(true):将该线程标记为守护线程或用户线程。将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时,Java虚拟机退出。该方法必须在启动线程前调用。
join:临时加入一个线程的时候可以使用join方法。
当A线程执行到了B线程的join方式。A线程处于冻结状态,释放了执行权,B开始执行。A什么时候执行呢?只有当B线程运行结束后,A才从冻结状态恢复运行状态执行。
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Lock接口:多线程在JDK1.5版本升级时,推出一个接口Lock接口。
解决线程安全问题使用同步的形式,(同步代码块,要么同步函数)其实最终使用的都是锁机制。
到了后期版本,直接将锁封装成了对象。线程进入同步就是具备了锁,执行完,离开同步,就是释放了锁。
在后期对锁的分析过程中,发现,获取锁,或者释放锁的动作应该是锁这个事物更清楚。所以将这些动作定义在了锁当中,并把锁定义成对象。
所以同步是隐示的锁操作,而Lock对象是显示的锁操作,它的出现就替代了同步。
在之前的版本中使用Object类中wait、notify、notifyAll的方式来完成的。那是因为同步中的锁是任意对象,所以操作锁的等待唤醒的方法都定义在Object类中。
而现在锁是指定对象Lock。所以查找等待唤醒机制方式需要通过Lock接口来完成。而Lock接口中并没有直接操作等待唤醒的方法,而是将这些方式又单独封装到了一个对象中。这个对象就是Condition,将Object中的三个方法进行单独的封装。并提供了功能一致的方法await()、signal()、signalAll()体现新版本对象的好处。
< java.util.concurrent.locks >Condition接口:await()、signal()、signalAll();
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class BoundedBuffer {
final Lock
lock = new ReentrantLock();
finalCondition notFull=lock.newCondition();
finalCondition notEmpty =lock.newCondition();
finalObject[] items = new Object[100];
int putptr,takeptr, count;
public voidput(Object x) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while(count == items.length)
notFull.await();
items[putptr] = x;
if(++putptr == items.length) putptr = 0;
++count;
notEmpty.signal();
}
finally {
lock.unlock();
}
}
public Objecttake() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while(count == 0)
notEmpty.await();
Object x= items[takeptr];
if(++takeptr == items.length) takeptr = 0;
--count;
notFull.signal();
return x;
}
finally {
lock.unlock();
}
}
}