Java多线程 锁对象和线程池

原文出处:新哥

1:锁(Lock)

    1.1、java提供了一个锁的接口,这个锁同样可以达到同步代码块的功能,API文档上说使用锁比使用synchronized更加灵活。

  1.2、 如何使用这个“锁”

    //1.创建一个所对象,我们可以理解为写一个synchronized代码块

    public static Lock lock = new ReentrantLock();//用lock的一个子类去创建

    //2.假设有某程序中使用两把锁,这两把锁是类似于synchronized里的锁

    //要使用到Condition类,中文:条件、情况、制约、限制的意思,在API文档总称之为“条件、条件列队或者条件变量”

         public static Condition notFull = lock.newCondition();//Condition

           public static Condition notEmpty = lock.newCondition();

  1.3 、Condition 将 Object 监视器方法(wait、notify 和 notifyAll)分解成截然不同的对象,以便通过将这些对象与任意

 Lock 实现组合使用,为每个对象提供多个等待 set(wait-set)。其中,Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用,

Condition 替代了 Object 监视器方法的使用。(摘自文档,重点是最后一句)

  1.4 、重要方法(Condition的):

     await():等候,调用此方法线程将释放锁,进入等待状态

     signal():中文:信号、发信号。调用此方法可以唤醒一个等待总的线程

     signalAll():唤醒所有在等待重点的线程

     1.5 、使用Lock和Condition的生产和消费的代码。


<span style="font-size:14px;">package com.java.lock;

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

public class ProduceCustomerDemo1 {

    public static void main(String[] args) {
        Produce p1 = new Produce();
        p1.setName("生产者1");
        Produce p2 = new Produce();
        p2.setName("生产者2");
        Produce p3 = new Produce();
        p3.setName("生产者3");
        Customer c1 = new Customer();
        c1.setName("消费者1");
        Customer c2 = new Customer();
        c2.setName("消费者2");
        Customer c3 = new Customer();
        c3.setName("消费者3");
        p1.start();
        p2.start();
        c1.start();
        c2.start();
        p3.start();
        c3.start();
    }
}

class MyLock {
    public static Lock lock = new ReentrantLock();
    public static Condition notFull = lock.newCondition();
    public static Condition notEmpty = lock.newCondition();
    public static int num;// 编号
    public static int sum;// 库存
    public static Object obj = new Object();
    public static List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
}

class Produce extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //同步开始的标志,这里代替了synchronized
            MyLock.lock.lock();
            while (MyLock.sum >= 6) {// 在多个消费者操作这个数据时,每次都要判断而且是循环判断
                try {
                    //notFull,调用await()方法进入等待状态,前提是sum》=6
                    MyLock.notFull.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            MyLock.sum++;
            MyLock.num++;
            MyLock.list.add(MyLock.num);
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "生产了一个产品,编号:"
                    + MyLock.num + ",现有:" + MyLock.sum + "个");
            //调用signal()方法将等待中的线程唤醒,也可以使用signalAll()方法
            MyLock.notEmpty.signal();
            //同步结束的标志
            MyLock.lock.unlock();
        }
    }
}

class Customer extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //同步代码块开始
            MyLock.lock.lock();
            while (MyLock.sum == 0) {
                try {
                    //进入线程等待状态,前提是sum==0
                    MyLock.notEmpty.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            int ran = (int) (Math.random() * MyLock.sum);
            MyLock.sum--;
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            int number = MyLock.list.remove(ran);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费了一个包子,编号:"
                    + number + ",现有:" + MyLock.sum + "个");
            //唤醒等待中的一个线程
            MyLock.notFull.signal();
            //同步代码块结束
            MyLock.lock.unlock();
        }
    }

}

Lock和Condition</span>

2:线程池.

         2.1、为什么会出现线程池。

           线程的总时间=启动线程的时间t1+执行run方法的时间t2+销毁线程的时间t3。

           如果t1+t3>t2时。这个时候应该减少启动线程和销毁线程的次数以节省时间。线程池可以解决这个问题。创建线程池,

先启动固定个数的线程,让这些线程去执行任务,当一个线程执行完一个任务后,它会处于空闲状态,如果还有任务,它会继续执

行其他的任务。当所有的任务执行完后,再销毁线程池中的线程。

    以上一段是网上找的,说的就是那么一回事,减少线程启动和提高线程运行的质量,也提高了运行效率。现实中这种

情况也很常见嘛。一个饭店,一般都有一大桶饭的吧,当有顾客来了,就可以直接在饭桶里盛饭给顾客了,如果你没有一桶饭,那

么每次有一个顾客来你都要单独帮他煮一份,万一顾客很多呢?这个饭店会有很多锅用来煮饭吗?即使煮好了碗,那顾客还有一

碗,岂不是又要重新开锅帮他煮一碗?这样不合适吧,等饭的时间都比吃饭的时间要长咯。所以,饭店里准备着一大桶饭比较好。

线程池就相当于这个饭桶,顾客相当于每个线程。锅其实也可以理解为资源或者内存吧。线程池(饭桶)提高了线程运行(顾客吃

饭)的效率了,也节省了线程的开启关闭所占用的内存(锅)。虽然这个例子没有提到线程的关闭,但是这个例子就是这么一个意

思。

            只创建固定的线程。让它执行更多的任务。请往下看线程池的创建。

      2.2、相关的类:(一般也就是这两三个类就足够了

            Executors(执行者):此包中所定义的 Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService、

ThreadFactory 和 Callable 类的工厂和实用方法。

           ExecutorService:一个接口

           ThreadPoolExecutor:实现了ExecutorServer接口的一个子类

      2.3、 线程池的创建以及使用线程池开启线程。

<span style="font-size:14px;">import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 创建一个大小为 3 的线程池,newFixedThreadPool(int nThread)
         * 意思是这个线程池中最多同时可运行三个线程,如果要想执行其他线程应该等待线程池池有线程结束
         */
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
        /*Produce p1 = new Produce();
        Customer c1 = new Customer();*/
        /*for(int i=0; i<3; i++){
            executor.execute(p1);
            executor.execute(c1);
        }*/
        //用循环来开启三个线程,也可以手动一个个开启
        for(int i=0; i<3; i++){
            executor.execute(new MyRunnable());
        }
        /*MyRunnable mr = new MyRunnable();
        executor.execute(mr);
        executor.execute(mr);
        executor.execute(mr);*/
        //线程执行完毕关闭线程池
        executor.shutdown();
    }
}

class MyRunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for(int i=0; i<10; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
        
    }
    
}import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 创建一个大小为 3 的线程池,newFixedThreadPool(int nThread)
         * 意思是这个线程池中最多同时可运行三个线程,如果要想执行其他线程应该等待线程池池有线程结束
         */
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
        /*Produce p1 = new Produce();
        Customer c1 = new Customer();*/
        /*for(int i=0; i<3; i++){
            executor.execute(p1);
            executor.execute(c1);
        }*/
        //用循环来开启三个线程,也可以手动一个个开启
        for(int i=0; i<3; i++){
            executor.execute(new MyRunnable());
        }
        /*MyRunnable mr = new MyRunnable();
        executor.execute(mr);
        executor.execute(mr);
        executor.execute(mr);*/
        //线程执行完毕关闭线程池
        executor.shutdown();
    }
}

class MyRunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for(int i=0; i<10; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
        
    }
    
}</span>


总结:以下是个人对线程的一下理解。

    线程可以让一个程序同时去执行多个任务,而不必等待前面的任务执行完才能执行下一个。好比车道:单条通道只能让一辆车通过,多条车道能让多辆车通过,通道就是线程,让车通过就是任务,让车通过的速度哪个快就很明显了(前提是车的数量和车速不能相差太多)。线程是为了同步完成多项任务,不是为了提高运行效率,而是为了提高资源的使用效率从而提高了系统的效率。

   当多线程操作同一个数据时就会发生线程安全问题,解决的方法就是实现线程的同步,同步有两种方法,

1:使用synchronized(同步)关键字,synchronized还可以分为synchronized方法和synchronized代码块;

2:使用Lock,配合Condition对象。

同步是解决的安全性问题,但是同时也带来了两个问题。

1:执行效率下降;

2:同步死锁。死锁在同步嵌套(同步中又有同步)发生。

   线程太多,开启和关闭用的时间就多了,为了提高线程运行的效率更高,用到了线程池。线程池使得线程的开启和关闭的时间大大减少,提高了线程运行效率。

    原文作者:java锁
    原文地址: https://blog.csdn.net/moxiaoya1314/article/details/51898655
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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