Java-Java基础学习（4）-多线程（2）

3.7. Lambda表达式

为什么要使用lambda表达式
- 避免匿名内部类定义过多；
- 可以让代码看起来更简洁；
- 去掉一堆没有意义的代码，只留下核心逻辑
属于函数式编程的概念，格式
- (params) -> expression [表达式]
- (params) -> statement [语句]
- (params) -> {statements}
函数式接口
- 任何接口，只有唯一一个抽象方法，就是一个函数式接口
- 对于函数式接口，可以通过Lambda表达式来创建该接口的对象

测试

TestLambda.javapackage com.hzs.basic.multithread;/*** @author Cherist Huan* @version 1.0*/
public class TestLambda {// 2、静态内部类static  class Like2 implements Ilike{@Overridepublic void lambda() {System.out.println("Like-->2");}}public static void main(String[] args) {Ilike like = null;// 1、外部实现类1like = new Like();like.lambda();// 2、静态内部类like = new Like2();like.lambda();//3、局部内部类class Like3 implements Ilike{@Overridepublic void lambda() {System.out.println("Like-->3");}}like = new Like3();like.lambda();//4、匿名内部类，没有类的名称，必须借助接口或父类like = new Ilike() {@Overridepublic void lambda() {System.out.println("Like-->4");}};like.lambda();//5、用Lambda表达式like = ()->{System.out.println("Like-->5");};like.lambda();}
}// 1、定义一个函数式接口
interface Ilike{void lambda();
}// 2、外部实现类1class Like implements Ilike{@Overridepublic void lambda() {System.out.println("Like-->1");}
}

3.8. 线程的状态（5种）

在这里插入图片描述

线程工包括5中状态：

新建状态（New）：线程对象被创建后，就进入了新建状态。例如：，Thread thread = new Thread().
就绪状态（Runnable）：也被称为“可执行状态”。线程对象被创建后，其它线程调用了该对象的start()方法，从而来启动该线程。例如：thread.start()。处于就绪状态的线程，随时可能被CPU调度执行。
运行状态（Running）：线程获取CPU权限进行执行。需要注意的是，线程只能从就绪状态进入到运行状态。
阻塞状态（Blocked）：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。
阻塞的情况分3种：
- 等待阻塞：通过调用线程的wait()方法，让线程等待某工作的完成；
- 同步阻塞：线程在获取synchronized同步锁失败（因为锁被其他线程所占用），它会进入同步阻塞状态；
- 其他阻塞：通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

3.9.线程同步

同步方法
- synchronized关键字，它包括synchronized方法和synchronized块
```
同步方法： public synchronized void method(int args){}
```
- synchronized方法控制对“对象”的访问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行，否则线程会阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，指导该方法返回是释放锁，后面被阻塞的线程才能获得这个锁，继续执行。
- 缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized将会影响效率
同步块
- 同步块：synchronized (Obj){}
- Obj称之为同步监视器
  - Obj可以是任何对象，但是推荐使用共享资源作为同步监视器
  - 同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是this，就是这个对象本身，或者是class（反射）；
- 同步监视器的执行过程：
  - 1.第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码；
  - 2.第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问；
  - 3.第一个线程访问完毕，解锁同步监视器；
  - 4.第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问。
- 锁Obj例子
```
UnsafeList.java
package com.hzs.basic.multithread;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** @author Cherist Huan* @version 1.0*/
public class UnsafeList {public static void  main(String[] args)  {List<String> list = new ArrayList<String>();for (int i = 0; i < 10000; i++) {new  Thread(()->{synchronized  (list){list.add(Thread.currentThread().getName());}}).start();}// 获取线程数目boolean flag = true;while(flag){if(Thread.activeCount() <= 2){flag = false;System.out.println(list.size());}}}
}
```

3.10.死锁

产生死锁的4个必要条件：

互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用；
请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放；
不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺；
循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

避免死锁，只要破坏上面至少一个条件即可。

3.11.Lock锁

格式

class A{private  final   ReentrantLock lock  = new ReentrantLock();public void method(){lock.lock();try{//保证线程安全的代码}finally{lock.unlock();}} 
}

例子

package com.hzs.basic.multithread;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/*** @author Cherist Huan* @version 1.0*/
public class TestLock {public static void main(String[] args) {Ticket ticket = new Ticket();new Thread(ticket).start();new Thread(ticket).start();new Thread(ticket).start();}
}class Ticket implements Runnable{private  int ticketNum = 10;private  final   ReentrantLock reentrantLock  = new ReentrantLock();@Overridepublic void run() {while(true) {// 加锁reentrantLock.lock();try {if(ticketNum > 0){Thread.sleep(100);System.out.println(ticketNum--);}else{break;}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {reentrantLock.unlock();}}}
}

synchronized与Lock的对比
- Lock是显示锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁），synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放；
- Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁；
- 使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（有很多子类，例如:可重入锁 ReentrantLock）；
- 优先使用顺序：
  
  Lock > 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源） > 同步方法（方法体之外）

3.12.线程通信

Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题
- wait()：表示线程一直等待，直到其他线程通知，与sleep不同，会释放锁；
- wait(long timeout):指定等待的毫秒数；
- notify():唤醒一个处于等待状态的线程；
- notifyAll():唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程，优先级别高的线程优先调度。
- 注意：这些均是Object类的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常IllegalMonitorStateException

2. 等待唤醒机制：这是多个线程间的一种协作机制。

谈到线程我们经常想到的是线程间的竞争（race），比如去争夺锁，但这并不是故事的全部，线程间也会有协作机制。
在一个线程满足某个条件时，就进入等待状态（wait() / wait(time)），等待其他线程执行完他们的指定代码过后再将其唤醒（notify()）;
或可以指定wait的时间，等时间到了自动唤醒；
在有多个线程进行等待时，如果需要，可以使用 notifyAll()来唤醒所有的等待线程。wait/notify 就是线程间的一种协作机制。

解决方式

方式一：并发协作模型“生产者/消费者模式”-------->管程法，采用数据缓冲区
方式二：并发协作模型“生产者/消费者模式”-------->信号灯法

为什么要处理线程间的通信

当我们需要多个线程来共同完成一件任务，并且我们希望他们有规律的执行，那么多线程之间需要一些通信机制，可以协调它们的工作，以此实现多线程共同操作一份数据。（在同步的基础之上解决通信的问题）
比如：线程A用来生产包子的，线程B用来吃包子的，包子可以理解为同一资源，线程A与线程B处理的动作，一个是生产，一个是消费，此时B线程必须等到A线程完成后才能执行，那么线程A与线程B之间就需要线程通信，即—— 等待唤醒机制。

3.13.线程池

例子

package com.hzs.basic.multithread;import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;/*** @author Cherist Huan* @version 1.0* @note 线程池的使用*/
public class TestThreadPool {public static void main(String[] args) {// 1、创建ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);// 2、执行executorService.execute(new MyThread());executorService.execute(new MyThread());executorService.execute(new MyThread());// 3、关闭executorService.shutdown();}
}class MyThread implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName());}
}
输出：
pool-1-thread-2
pool-1-thread-1
pool-1-thread-3