Java笔记(死锁、线程通信、单例模式)

一、死锁

1.概述

死锁 : 死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法往下执行。
此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程
原理 :
1. 某个线程执行完成,需要先后嵌套锁定两个对象,在这个过程中,先锁定了第一个对象
2. 另一个线程执行完成也需要先后嵌套锁定两个对象,在这个过程中,先锁定了第二个对象
3. 第一个线程执行中,要执行到第二个对象的时候,发现第二个对象被锁定,进入等待状态,等待交出锁
4. 第二个线程执行中,要执行到第一个对象的时候,发现第一个对象也被锁定,也进入等待状态
5. 此时两个线程都在等待对方交出锁,导致死锁

2.代码实现

public class Thread_01_DeadLock {public static void main(String[] args) {Object o1=new Object();Object o2=new Object();Thread t1=new Thread(new T1(o1, o2));Thread t2=new Thread(new T2(o1, o2));t1.start();t2.start();}
}
class T1 implements Runnable{Object o1;Object o2;public T1(Object o1,Object o2){this.o1=o1;this.o2=o2;}@Overridepublic void run() {synchronized (o1) {
//			try {//加上睡眠一定死锁
//				Thread.sleep(1000);
//			} catch (InterruptedException e) {
//				e.printStackTrace();
//			}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->T1o1已锁定");synchronized (o2) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->T1o2已锁定");}}System.out.println("t1执行完成");}
}
class T2 implements Runnable{Object o1;Object o2;public T2(Object o1,Object o2){this.o1=o1;this.o2=o2;}@Overridepublic void run() {try {//加上睡眠一定不死锁Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (o2) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->T2o2已锁定");synchronized (o1) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->T2o1已锁定");}}System.out.println("t2执行完成");}
}

二、线程通信

1.概述

Object中的方法
wait : 让当前线程进入等待状态(挂起),并释放锁,当被唤醒之后,接着挂起的位置继续执行,假如之前执行了1、2，到3挂起，那么被唤醒后接着执行3
notify : 唤醒一个在该对象中挂起的任意一个线程
notifyAll : 唤醒在该对象中挂起的所有线程
这几个方法必须出现在加锁的成员方法中
wait : 如果是无参,则不会自动醒,也可以传入long类型的值,代表毫秒数,多久之后自动醒
wait 和 sleep的区别 :
- sleep : 让当前线程进入睡眠状态, 是静态方法,和是否加锁没有关系,如果在加锁的方法中,也不会释放锁
- wait : 让当前线程进入挂起等待状态,必须在加锁的成员方法中,另外会释放锁

2.使用方式

public class Thread_03_Wait {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Num num=new Num();Thread t1=new PrintNum(num);Thread t2=new PrintNum(num);t1.start();Thread.sleep(10);//保证t1先执行t2.start();}
}
class PrintNum extends Thread{Num num;public PrintNum(Num num){this.num=num;}@Overridepublic void run() {while (true) {num.printNums();}}
}
class Num{private int count =1;public synchronized void printNums(){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+count);count++;// 唤醒等待的进程this.notifyAll();try {Thread.sleep(1000);// 进入挂起状态，并释放锁this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

3.生产者消费者

在这里插入图片描述

3.1.示例

public class Thread_04_Producer {public static void main(String[] args) {SynStack ss=new SynStack();Thread producer1=new Thread(new Producer(ss));Thread producer2=new Thread(new Producer(ss));Thread consumer1=new Thread(new Consumer(ss));Thread consumer2=new Thread(new Consumer(ss));producer1.start();producer2.start();consumer1.start();consumer2.start();}
}
class Producer implements Runnable{private SynStack ss;public Producer(SynStack ss){this.ss=ss;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 26; i++) {ss.push((char)('a'+i));}}
}
class Consumer implements Runnable{private SynStack ss;public Consumer(SynStack ss){this.ss=ss;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 26; i++) {ss.pop();try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}
//业务类
class SynStack{int count=0;// 货物数量char[] data=new char[6];// 记录货物数量// 生产货物public synchronized void push(char ch){// 判断货物满没满while(count ==data.length){//try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}//仓库空了该生产了，此时应该唤醒挂起的消费者if (count==0) {this.notifyAll();}data[count++]=ch;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产了 "+ch+" 还剩 "+count+" 个货物");}// 消费货物public synchronized char pop(){// 判断货物空没空while(count ==0){try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}//仓库满了该挂起了，此时应该唤醒挂起的生产者if (count==data.length) {this.notifyAll();}char ch=data[--count];System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费了 "+ch+" 还剩 "+count+" 个货物");return ch;}
}

三、单例模式

public class SingLeton {private SingLeton(){}// volatile 防止指令重排private volatile static SingLeton singLeton;public static SingLeton getInstance(){// 多线程可能同时进入if (singLeton==null) {// 一个线程进入synchronized (SingLeton.class) {if (singLeton==null) {// 一个线程进入后 对象就不再是null，其他的线程将无法进入singLeton=new SingLeton();}	}}return singLeton;}
}

四、线程池

线程池的作用：
- 线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。
根据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果；
少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率不高。
用线程池控制线程数量，其他线程排队等候。
一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。
若队列中没有等待进程，线程池的这一资源处于等待。
当一个新任务需要运行时，如果线程池中有等待的工作线程，就可以开始运行了，否则进入等待队列。
为什么要用线程池:
1. 减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
2. 可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)