java 的并且 java的juc

什么是JUC

1. 面试高频问！

       

• java.util 工具包、包、分类
• 业务用普通的线程代码 Thread，效率并不高！
• Runnable 没有返回值、效率相比入 Callable 相对较低！
  

2. 线程和进程

• 线程、进程，如果不能使用一句话说出来的技术，不扎实！

• 进程：一个程序，QQ.exe Music.exe 程序的集合
• 一个进程往往可以包含多个线程，至少包含一个！
• Java默认有几个线程？ 2 个 mian线程和1个GC线程
• 线程：开了一个进程 Typora，写字，自动保存（线程负责的）
• 对于Java而言：Thread、Runnable、Callable这三种方式开启进程
• Java真的可以开启线程吗？ 开不了

public synchronized void start() {
    /**
    * This method is not invoked for the main method thread or "system" 
    * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added 
    * to this method in the future may have to also be added to the VM. 
    ** A zero status value corresponds to state "NEW". 
    */ 
    if (threadStatus != 0) 
        throw new IllegalThreadStateException(); 
    /* Notify the group that this thread is about to be started 
    * so that it can be added to the group's list of threads 
    * and the group's unstarted count can be decremented. 
    */
    group.add(this); 
    boolean started = false; 
    try {
        start0();
        started = true; 
    } finally {
        try {
            if (!started) { 
                group.threadStartFailed(this);
            }
        } catch (Throwable ignore) {
            /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
            it will be passed up the call stack */
        } 
    }
}
// 本地方法，底层的C++ ，Java 无法直接操作硬件 
private native void start0();

2. 并发、并行

• 并发编程：搞懂并发、并行的区别

• 并发（多线程操作同一个资源）

• CPU 一核 ，模拟出来多条线程，天下武功，唯快不破，快速交替

• 并行（多个人一起行走）

• CPU 多核 ，多个线程可以同时执行； 可用线程池实现。

package com.kuang.demo01; 
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取cpu的核数 
        // CPU 密集型，IO密集型
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
    } 
}

• 并发编程的本质：充分利用CPU的资源
  所有的公司都很看重！
  企业，挣钱=> 提高效率，就裁员，则找一个厉害的人顶替三个不怎么样的人；
  人员（减） 则技术成本（高）

2. 线程有几个状态---6个

public enum State { 
    // 新生 
    NEW,
    // 运行 
    RUNNABLE, 
    // 阻塞 
    BLOCKED, 
    // 等待，死死地等 
    WAITING, 
    // 超时等待 
    TIMED_WAITING, 
    // 终止 
    TERMINATED; 
}

5. wait/sleep 区别

1. 来自不同的类

• wait => Object
• sleep => Thread

2. 关于锁的释放

• wait 会释放锁，
• sleep 睡觉了，抱着锁睡觉，不会释放！

3. 使用的范围是不同的

• wait 必须在同步代码块中
• sleep 可以再任何地方睡

4. 是否需要捕获异常

• wait 不需要捕获异常
• sleep 必须要捕获异常
• wait和sleep都需要捕获异常。notify和notifyall不需要捕获异常

Lock锁（重点）

1. 传统 Synchronized

package com.kuang.demo01; 
// 基本的卖票例子 
import java.time.OffsetDateTime;
/**
* 真正的多线程开发，公司中的开发，降低耦合性 
* 线程就是一个单独的资源类，没有任何附属的操作！ 
* 1、 属性、方法 
*/ 
public class SaleTicketDemo01 { 
    public static void main(String[] args) { 
        // 并发：多线程操作同一个资源类, 把资源类丢入线程 
        Ticket ticket = new Ticket(); 
        // @FunctionalInterface 函数式接口，jdk1.8 lambda表达式 (参数)->{ 代码 } 
        //因为Thread实现了Runable接口，并且Runable接口只有一个方法，所以可以用lam表达式
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 1; i < 40 ; i++) { 
                ticket.sale(); 
            } 
        },"A").start(); 
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 1; i < 40 ; i++) { 
                ticket.sale(); 
            } 
        },"B").start(); 
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 1; i < 40 ; i++) { 
                ticket.sale(); 
            } 
        },"C").start(); 
    } 
}

// 资源类 OOP 
class Ticket { 
    // 属性、方法 
    private int number = 30; 
    // 卖票的方式 
    // synchronized 本质: 队列，锁 
    public synchronized void sale(){ 
        if (number>0){ 
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+(number- -)+"票,剩余："+number); 
        } 
    } 
}

  

2. Lock 接口

• 公平锁：十分公平：可以先来后到
• 非公平锁：十分不公平：可以插队 （默认）

package com.kuang.demo01; 
// 基本的卖票例子 
import java.time.OffsetDateTime;
/**
* 真正的多线程开发，公司中的开发，降低耦合性 
* 线程就是一个单独的资源类，没有任何附属的操作！ 
* 1、 属性、方法 
*/ 
public class SaleTicketDemo02 { 
    public static void main(String[] args) { 
        // 并发：多线程操作同一个资源类, 把资源类丢入线程 
        Ticket2 ticket = new Ticket2(); 
        // @FunctionalInterface 函数式接口，jdk1.8 lambda表达式 (参数)->{ 代码 } 
        new Thread(()->{for (int i = 1; i < 40 ; i++) ticket.sale();},"A").start(); 
        new Thread(()->{for (int i = 1; i < 40 ; i++) ticket.sale();},"B").start(); 
        new Thread(()->{for (int i = 1; i < 40 ; i++) ticket.sale();},"C").start();
    } 
}


// Lock三部曲 
// 1、 new ReentrantLock(); 
// 2、 lock.lock(); // 加锁 
// 3、 finally=> lock.unlock(); // 解锁
class Ticket2 { 
    // 属性、方法 
    private int number = 30;
    
    Lock lock = new ReentrantLock();
    
    public void sale(){
        lock.lock(); // 加锁 
        try {
            // 业务代码 
            if (number>0){ 
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+ (number--)+"票,剩余："+number); 
            } 
        } catch (Exception e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } finally { 
            lock.unlock(); // 解锁 
        } 
    } 
}

    

3. Synchronized 和 Lock 区别

1. Synchronized 内置的Java关键字， Lock 是一个Java类
2. Synchronized 无法判断获取锁的状态，Lock 可以判断是否获取到了锁
3. Synchronized 会自动释放锁，lock 必须要手动释放锁！如果不释放锁，会死锁
4. Synchronized 线程 1（获得锁，阻塞）、线程2（等待，傻傻的等）；Lock锁就不一定会等待下去；
5. Synchronized 可重入锁，不可以中断的，非公平；Lock ，可重入锁，可以 判断锁，非公平（可以自己设置）；
6. Synchronized 适合锁少量的代码同步问题，Lock 适合锁大量的同步代码！

4. 锁是什么，如何判断锁的是谁！--锁是实现同步互斥的一种机制。

生产者和消费者问题

1. 面试的：单例模式、排序算法、生产者和消费者、死锁
2. 生产者和消费者问题 Synchronized 版

package com.kuang.pc; 
/**
* 线程之间的通信问题：生产者和消费者问题！ 等待唤醒，通知唤醒 
* 线程交替执行 A B 操作同一个变量 num = 0 
* A num+1 
* B num-1 
*/ 
public class A { 
    public static void main(String[] args) { 
        Data data = new Data(); 
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                        data.increment(); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        },"A").start(); 
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
                try {
                    data.decrement(); 
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        },"B").start(); 
    } 
}
// 判断等待，业务，通知 
class Data{ // 数字 资源类 
    private int number = 0; 
    //+1 
    public synchronized void increment() throws InterruptedException { 
        if (number!=0){ //0 
            // 等待 
            this.wait(); 
        }
        number++; 
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number); 
        // 通知其他线程，我+1完毕了 
        this.notifyAll(); 
    }
    
    //-1 
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException { 
        if (number==0){ // 1
            // 等待 
            this.wait(); 
        }
        number--; 
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number); // 通知其他线程，我-1完毕了 
        this.notifyAll();
    } 
}

   

3. 问题存在，A B C D 4 个线程！ 虚假唤醒

         

• if改为while判断

package com.kuang.pc; 
/**
* 线程之间的通信问题：生产者和消费者问题！ 等待唤醒，通知唤醒 
* 线程交替执行 A B 操作同一个变量 num = 0 
* A num+1 
* B num-1 
*/ 
public class A { 
    public static void main(String[] args) { 
        Data data = new Data(); 
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                        data.increment(); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        },"A").start(); 
        
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
                try {
                    data.decrement(); 
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        },"B").start(); 
        
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                        data.increment(); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        },"C").start(); 
        
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                        data.decrement(); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        },"D").start(); 
    } 
}
// 判断等待，业务，通知 
class Data{ // 数字 资源类 
    private int number = 0; 
    //+1 
    public synchronized void increment() throws InterruptedException { 
        while (number!=0){ //0 
            // 等待 
            this.wait(); 
        }
        number++; 
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number); 
        // 通知其他线程，我+1完毕了 
        this.notifyAll(); 
    }
    
    //-1 
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException { 
        while (number==0){ // 1
            // 等待 
            this.wait(); 
        }
        number--; 
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number); // 通知其他线程，我-1完毕了 
        this.notifyAll();
    } 
}

}

   

若不把if改成while，则会出现2，不会同时进入方法，出现2的原因是，当生产了一个后，唤醒的是另一个生产者。

整理一下，这里唤醒生产者的时候，可能会加入一个新的生产者，和以前的生产者抢锁，如果新生产者抢到锁，旧的生产者就得等新生产者生产完唤醒。

因为唤醒等待的线程之后，被唤醒的线程会继续执行逻辑代码，所以会再次判断条件，这时如果条件不成立则会继续wait。

4. JUC版的生产者和消费者问题

    

通过Lock 找到 Condition

    

代码实现：

package com.kuang.pc; 
import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* 线程之间的通信问题：生产者和消费者问题！ 等待唤醒，通知唤醒 
* 线程交替执行 A B 操作同一个变量 num = 0 
* A num+1 
* B num-1 
*/ 
public class B { 
    public static void main(String[] args) { 
        Data2 data = new Data2(); 
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                        data.increment(); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        },"A").start(); 
        
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
                try {
                    data.decrement(); 
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        },"B").start(); 
        
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                        data.increment(); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        },"C").start(); 
        
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                        data.decrement(); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        },"D").start(); 
    } 
}
// 判断等待，业务，通知 
class Data2{ // 数字 资源类 
    private int number = 0; 
    Lock lock = new ReentrantLock();
    Condition condition = lock.newCondition();
    //condition.await(); // 等待 
    //condition.signalAll(); // 唤醒全部 
    //+1 
    public void increment() throws InterruptedException {
        lock.lock(); 
        try {
            // 业务代码 
            while (number!=0){ //0 
                // 等待
                condition.await(); 
            }
            number++; 
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number); 
            // 通知其他线程，我+1完毕了 
            condition.signalAll(); 
        } catch (Exception e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } finally { 
            lock.unlock(); 
        } 
    }
    
    //-1 
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException { 
        lock.lock(); 
        try {
            while (number==0){ // 1 
                // 等待 
                condition.await(); 
            }
            number--; 
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number); 
            // 通知其他线程，我-1完毕了 
            condition.signalAll(); 
        } catch (Exception e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } finally {
            lock.unlock(); 
        } 
    }
}

   

并不是想要的A->B->C->D的顺序

任何一个新的技术，绝对不是仅仅只是覆盖了原来的技术，优势和补充！

5. Condition 精准的通知和唤醒线程

代码测试：

package com.kuang.pc; 
import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
//A 执行完调用B，B执行完调用C，C执行完调用A 
public class C { 
    public static void main(String[] args) { 
        Data3 data = new Data3(); 
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.printA();
        },"A").start(); 
        
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
                data.printB();
        },"B").start(); 
        
        new Thread(()->{ 
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data.printC();
        },"C").start(); 
    } 
}
                   
// 判断等待，业务，通知 
class Data3{ // 资源类 Lock

    private Lock lock = new ReentrantLock();    //锁
    private Condition condition1 = lock.newCondition(); //同步监视器
    private Condition condition2 = lock.newCondition();
    private Condition condition3 = lock.newCondition();
    private int number = 1; // 1A  2B  3C

    public void printA(){
        lock.lock();
        try {
            // 业务，判断-> 执行-> 通知
            while (number!=1){
                // 等待
                condition1.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>AAAAAAA");
            // 唤醒，唤醒指定的人，B
            number = 2;
            condition2.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void printB(){
        lock.lock();
        try {
            // 业务，判断-> 执行-> 通知
            while (number!=2){
                condition2.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>BBBBBBBBB");
            // 唤醒，唤醒指定的人，C
            number = 3;
            condition3.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void printC(){
        lock.lock();
        try {
            // 业务，判断-> 执行-> 通知
            // 业务，判断-> 执行-> 通知
            while (number!=3){
                condition3.await();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>BBBBBBBBB");
            // 唤醒，唤醒指定的人，A
            number = 1;
            condition1.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

   

这里已经手动改变了判断的值，并且每个线程都是有自己的判断的，所以观察到的现象根本不是顺序执行，而是根据的判断。

实质是三个不同的阻塞队列。

改标志位的值 就可以实现精准唤醒了。

number和conditionX用一个就行。

8锁现象

1. 如何判断锁的是谁！永远的知道什么锁，锁到底锁的是谁！
2. 深刻理解我们的锁

package com.kuang.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 8锁，就是关于锁的8个问题
 * 1、标准情况下，两个线程先打印 发短信还是 打电话？ 1/发短信  2/打电话
 * 1、sendSms延迟4秒，两个线程先打印 发短信还是 打电话？ 1/发短信  2/打电话---发短信拿到了锁没有释放
 */
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();

        //锁的存在
        new Thread(()->{
            phone.sendSms();
        },"A").start();

        // 捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone.call();
        },"B").start();
    }
}

class Phone{

    // synchronized 锁的对象是方法的调用者！
    // 两个方法用的是同一个锁，谁先拿到谁执行！
    public synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }

}

上面先获得锁是因为主线程sleep了一秒，下面的线程延迟了1秒才创建，1秒的时间足够上面的线程拿到锁了。

package com.kuang.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 3、 增加了一个普通方法后！先执行发短信还是Hello？ 普通方法 --Hello 
 * 4、 两个对象，两个同步方法， 发短信还是 打电话？ // 打电话
 */
public class Test2  {
    public static void main(String[] args) {
        // 两个对象，两个调用者，两把锁！
        Phone2 phone1 = new Phone2();
        Phone2 phone2 = new Phone2();

        //锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();

        // 捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }
}

class Phone2{

    // synchronized 锁的对象是方法的调用者！
    public synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }

    // 这里没有锁！不是同步方法，不受锁的影响
    public void hello(){
        System.out.println("hello");
    }

}

把延迟理解成工作代码就可以了

package com.kuang.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 5、增加两个静态的同步方法，只有一个对象，先打印 发短信？打电话？//发短信
 * 6、两个对象！增加两个静态的同步方法， 先打印 发短信？打电话？//发短信
 */
public class Test3  {
    public static void main(String[] args) {
        // 6两个对象的Class类模板只有一个，static，锁的是Class
        Phone3 phone1 = new Phone3();
        Phone3 phone2 = new Phone3();

        //锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();

        // 捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }
}

// Phone3唯一的一个 Class 对象
class Phone3{

    // synchronized 锁的对象是方法的调用者！
    // static 静态方法
    //5 类一加载就有了！锁的是Class--而全局只有一个Class，所以共用一把锁
    public static synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    public static synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }


}

锁加在静态方法上的话，那么这个方法就是同步方法，锁就仅仅是这个方法的。

静态方法应该会锁Class，Class在运行过程中是唯一的。

同步静态方法的锁对象是Class，故不受创建对象的数量影响！！！

静态方法加锁就相当于整个类加锁了，静态方法属于类 不适于方法。

package com.kuang.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 1、1个静态的同步方法，1个普通的同步方法 ，一个对象，先打印 发短信？打电话？//打电话
 * 2、1个静态的同步方法，1个普通的同步方法 ，两个对象，先打印 发短信？打电话？//打电话--打电话出来全是因为另一睡眠了
 */
public class Test4  {
    public static void main(String[] args) {
        // 两个对象的Class类模板只有一个，static，锁的是Class
        Phone4 phone1 = new Phone4();
        Phone4 phone2 = new Phone4();
        //锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();

        // 捕获
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();
    }
}

// Phone3唯一的一个 Class 对象
class Phone4{

    // 静态的同步方法 锁的是 Class 类模板
    public static synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }

    // 普通的同步方法  锁的调用者
    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }

}

静态类加载的时候就有了，所以先执行。

因为一个锁对象一个锁class所以一定是打电话。

3. 小结

• new this 具体的一个手机
• static Class 唯一的一个模板
• 即锁对象还是锁类
• 这里我才深入理解到 类是对象的模板，对象是类的实例

集合类不安全

1. List 不安全

package com.kuang.unsafe;

import java.util.*;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

// java.util.ConcurrentModificationException 并发修改异常！
public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 并发下 ArrayList 不安全的吗，Synchronized；
        /**
         * 解决方案；
         * 1、List<String> list = new Vector<>();    //Vector默认是安全的--Vector方法加了synchronized
         * 2、List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
         * 3、List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>()；
         */
        // CopyOnWrite 写入时复制  COW  计算机程序设计领域的一种优化策略；
        // 多个线程调用的时候，比如资源是list，相同唯一的，读取的时候是固定的，写入时可能出现覆盖操作
        // 在写入的时候避免覆盖，造成数据问题！
        // 读写分离的思想：写入时去复制一个数组出来，写入完再插入即可。保证线程的安全。
        // CopyOnWriteArrayList  比 Vector Nb 在哪里？
        //因为vector里面的方法全是synchronized修饰的同步方法，每个线程都要等锁，同一时刻只有一个线程在执行，肯定慢啊。CopyOnWriteArrayList用的lock

        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

   

2. 小狂神的学习方法推荐：1、先会用、2、货比3家，寻找其他解决方案，3、分析源码！
3. Set 不安全

package com.kuang.unsafe;

import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;

/**
 * 同理可证 ： ConcurrentModificationException
 * //1、Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
 * //2、
 */
public class SetTest {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new HashSet<>();
        // hashmap
        // Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
        // Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();

        for (int i = 1; i <=30 ; i++) {
           new Thread(()->{
               set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
               System.out.println(set);
           },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

   

4. hashSet 底层是什么？

public HashSet() { 
    map = new HashMap<>(); 
}

// add set 本质就是 map的key是无法重复的！ 
public boolean add(E e) { 
    return map.put(e, PRESENT)==null; 
}

private static final Object PRESENT = new Object(); // 不变的值！

5. Map 不安全

• 回顾Map基本操作

package com.kuang.unsafe;

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

// ConcurrentModificationException
public class MapTest {

    public static void main(String[] args) {
        // map 是这样用的吗？ 不是，工作中不用 HashMap
        // 默认等价于什么？  new HashMap<>(16,0.75);
        // Map<String, String> map = new HashMap<>();
        // 唯一的一个家庭作业：研究ConcurrentHashMap的原理
        //敲黑板：ConcurrentHashMap不能接受null的key和null的value,会抛出空指针异常
        Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();    //扩容因子0.75，初始容量16。

        for (int i = 1; i <=30; i++) {
            new Thread(()->{
                map.put(Thread.currentThread().getName(),UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

   

HashMap的一个实例有两个影响其性能的参数： 初始容量和负载因子 。

   

Callable（简单）

• 可以有返回值
• 可以抛出异常
• 方法不同，run()/ call()

2. 代码测试

package com.kuang.callable;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

/**
 * 1、探究原理
 * 2、觉自己会用
 */
public class CallableTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // new Thread(new Runnable()).start();
        // new Thread(new FutureTask<V>()).start();
        // 上一行等价于new Thread(new FutureTask<V>( Callable )).start();
        //futuretask又有一个带callable类型参数的构造器，所以futuretask可以作为runnable接口的实现类传到thread的构造器中啊
        //线程启动的方式有且只有一个就是.start()请各位老铁记住这句话
        new Thread().start(); // 怎么启动Callable

        MyThread thread = new MyThread();
        FutureTask futureTask = new FutureTask(thread); // 适配类

        new Thread(futureTask,"A").start();
        new Thread(futureTask,"B").start(); // 结果会被缓存，效率高

        Integer o = (Integer) futureTask.get(); //这个get 方法可能会产生阻塞！把他放到最后
        // 或者使用异步通信来处理！
        System.out.println(o);

    }
}

class MyThread implements Callable<Integer> {

    @Override
    public Integer call() {
        System.out.println("call()"); // 会打印几个call
        // 耗时的操作
        return 1024;
    }

}

   

按理说应该打印两个call()，但是只打印了一个，原因在于缓存。

   

   

   

• 细节：

• 有缓存
• 结果可能需要等待，会阻塞！

常用的辅助类(必会)

1. CountDownLatch

package com.kuang.add;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

// 计数器
public class CountDownLatchDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 总数是6，必须要执行任务的时候，再使用！
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);

        for (int i = 1; i <=6 ; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Go out");
                countDownLatch.countDown(); // 数量-1
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        //线程执行速度不一样有的快有的慢 部分业务需要等所有线程结束后才能再处理后面的逻辑 
        countDownLatch.await(); // 等待计数器归零，然后再向下执行

        System.out.println("Close Door");

    }
}

   

• 原理：
  countDownLatch.countDown(); // 数量-1
  countDownLatch.await(); // 等待计数器归零，然后再向下执行
  每次有线程调用 countDown() 数量-1，假设计数器变为0，countDownLatch.await() 就会被唤醒，继续执行！

2. CyclicBarrier
   CyclicBarrier : 指定个数线程执行完毕再执行操作

加法计数器

package com.kuang.add;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierDemo {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 集齐7颗龙珠召唤神龙
         */
        // 召唤龙珠的线程
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7,()->{
            System.out.println("召唤神龙成功！");
        });

        for (int i = 1; i <=7 ; i++) {
            final int temp = i;
            // lambda能操作到 i 吗?不能，因为原生的构造函数式无参的。解决用final
            //而成员变量的生命周期更长，当成员变量中引用了局部变量，那么就需要加final，复制一份到堆内存中，否则引用的该变量就访问不到了
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"收集"+temp+"个龙珠");
                try {
                    //这个辅助类是通过await来记数的，await之后本次线程会被阻塞，直到神龙召唤后才执行后面的
                    cyclicBarrier.await(); // 等待
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

2. Semaphore

Semaphore：信号量

Semaphore: 同一时间只能有指定数量个得到线程

抢车位！

6车---3个停车位置

package com.kuang.add;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 线程数量：停车位! 限流！
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

        for (int i = 1; i <=6 ; i++) {
            new Thread(()->{
                // acquire() 得到
                try {
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到车位");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"离开车位");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    semaphore.release(); // release() 释放
                }

            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

  

• 原理：
  semaphore.acquire() 获得，假设如果已经满了，等待，等待被释放为止！
  semaphore.release(); 释放，会将当前的信号量释放 + 1，然后唤醒等待的线程！
• 作用：
  多个共享资源互斥的使用！
  并发限流，控制最大的线程数！

读写锁

ReadWriteLock

package com.kuang.rw;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * 独占锁（写锁） 一次只能被一个线程占有
 * 共享锁（读锁） 多个线程可以同时占有
 * ReadWriteLock
 * 读-读  可以共存！
 * 读-写  不能共存！
 * 写-写  不能共存！
 */
public class ReadWriteLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyCache myCache = new MyCache();

        // 写入
        for (int i = 1; i <= 5 ; i++) {
            final int temp = i; //因为lam表达式里不能访问外部变量，所以要借助final做中间转换
            new Thread(()->{
                myCache.put(temp+"",temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }

        // 读取
        for (int i = 1; i <= 5 ; i++) {
            final int temp = i;
            new Thread(()->{
                myCache.get(temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }

    }
}

// 加锁的
//读读共享，读写互斥，写写互斥
class MyCacheLock{

    private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();
    // 读写锁： 更加细粒度的控制
    private ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    // 存，写入的时候，只希望同时只有一个线程写
    public void put(String key,Object value){
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);
            map.put(key,value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入OK");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }
    }

    // 取，读，所有人都可以读！
    public void get(String key){
        readWriteLock.readLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);
            Object o = map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取OK");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }
    }

}

/**
 * 自定义缓存
 */
class MyCache{
    //volatile，共享资源同步
    //volatile 有原子性  只有多个变量操作才不具备原子性 
    //Volatie只能保证可见性, 原理就是强制从主存去读取这个变量, 而不是从方法栈中去读取 , 保证了线程之间的可见性, 但是在并发操作时是可以被任何一个线程修改的, 所以只有可见性没有原子性
    private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();

    // 存，写
    public void put(String key,Object value){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);
        map.put(key,value);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入OK");
    }

    // 取，读
    public void get(String key){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);
        Object o = map.get(key);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取OK");
    }

}

   

阻塞队列

阻塞队列：

BlockingQueue BlockingQueue 不是新的东西

什么情况下我们会使用 阻塞队列：多线程并发处理，线程池！

学会使用队列

添加、移除

四组API

package com.kuang.bq;

import java.util.Collection;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test4();
    }
    /**
     * 抛出异常
     */
    public static void test1(){
        // 队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        System.out.println(blockingQueue.add("a"));
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));
        // IllegalStateException: Queue full 抛出异常！
        // System.out.println(blockingQueue.add("d"));

        System.out.println("=-===========");

        System.out.println(blockingQueue.element()); // 查看队首元素是谁
        System.out.println(blockingQueue.remove());


        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());

        // java.util.NoSuchElementException 抛出异常！
        // System.out.println(blockingQueue.remove());
    }

    /**
     * 有返回值，没有异常
     */
    public static void test2(){
        // 队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));

        System.out.println(blockingQueue.peek());
        // System.out.println(blockingQueue.offer("d")); // false 不抛出异常！
        System.out.println("============================");
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll()); // null  不抛出异常！
    }

    /**
     * 等待，阻塞（一直阻塞）
     */
    public static void test3() throws InterruptedException {
        // 队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        // 一直阻塞
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");
        // blockingQueue.put("d"); // 队列没有位置了，一直阻塞
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take()); // 没有这个元素，一直阻塞

    }


    /**
     * 等待，阻塞（等待超时）
     */
    public static void test4() throws InterruptedException {
        // 队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);

        blockingQueue.offer("a");
        blockingQueue.offer("b");
        blockingQueue.offer("c");
        // blockingQueue.offer("d",2,TimeUnit.SECONDS); // 等待超过2秒就退出
        System.out.println("===============");
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        blockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS); // 等待超过2秒就退出

    } 
}

• SynchronousQueue 同步队列

• 没有容量，
• 进去一个元素，必须等待取出来之后，才能再往里面放一个元素！
• put、take

package com.kuang.bq;

import java.sql.Time;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 同步队列
 * 和其他的BlockingQueue 不一样， SynchronousQueue 不存储元素
 * put了一个元素，必须从里面先take取出来，否则不能在put进去值！
 */
public class SynchronousQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<String> blockingQueue = new SynchronousQueue<>(); // 同步队列

        new Thread(()->{
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" put 1");
                blockingQueue.put("1");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" put 2");
                blockingQueue.put("2");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" put 3");
                blockingQueue.put("3");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"T1").start();


        new Thread(()->{
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+blockingQueue.take());
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+blockingQueue.take());
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+blockingQueue.take());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"T2").start();
    }
}

   

同步队列 肯定是任意时间只能有一个线程操作 所以只能存储一个元素。

线程池（重点）

线程池：三大方法、7大参数、4种拒绝策略

1. 池化技术

• 程序的运行，本质：占用系统的资源！ 优化资源的使用！=>池化技术
  线程池、连接池、内存池、对象池///..... 创建、销毁。十分浪费资源
  池化技术：事先准备好一些资源，有人要用，就来我这里拿，用完之后还给我。
• 线程池的好处:

• 降低资源的消耗
• 提高响应的速度
• 方便管理。

• 线程复用、可以控制最大并发数、管理线程

2. 线程池：三大方法

package com.kuang.pool; 
import java.util.concurrent.ExecutorService; 
import java.util.concurrent.Executors; 
// Executors 工具类、3大方法 
public class Demo01 { 
    public static void main(String[] args) { 
        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();// 单个线 程
        // ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); // 创建一 个固定的线程池的大小 
        // ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool(); // 可伸缩 的，遇强则强，遇弱则弱 
        try {
            for (int i = 0; i < 100; i++) { 
                // 使用了线程池之后，使用线程池来创建线程 
                threadPool.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
                }); 
            } 
        } catch (Exception e)  { 
            e.printStackTrace(); 
        } finally { 
            // 线程池用完，程序结束，关闭线程池 
            threadPool.shutdown(); 
        } 
    } 
}

1. 7大参数

• 源码分析：

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService 
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS, 
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); 
}
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { 
    return new ThreadPoolExecutor(5, 5,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS, 
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); 
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { 
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 
                                  60L, TimeUnit.SECONDS, 
                                  new SynchronousQueue<Runnable>()); 
}

 

• 本质是调用了ThreadPoolExecutor（）

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, // 核心线程池大小 
                          int maximumPoolSize, // 最大核心线程池大小 
                          long keepAliveTime, // 超时了没有人调用就会释放 
                          TimeUnit unit, // 超时单位 
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 阻塞队列 
                          ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂：创建线程的，一般 不用动 
                          RejectedExecutionHandler handle // 拒绝策略) { 
    if (corePoolSize < 0 || 
        maximumPoolSize <= 0 || 
        maximumPoolSize < corePoolSize || 
        keepAliveTime < 0) 
        throw new IllegalArgumentException(); 
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
         throw new NullPointerException(); 
     this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
           null :
     AccessController.getContext(); 
     this.corePoolSize = corePoolSize; 
     this.maximumPoolSize = maximumPoolSize; 
     this.workQueue = workQueue;
     this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime); 
     this.threadFactory = threadFactory; 
     this.handler = handler;  
}

核心线程就是能并发执行的线程。

当阻塞队列满了之后,正在运行的线程数小于这个maximunpoolsize的时候,会立即开始一个非核心的线程立即运行任务。

4. 手动创建一个线程池

package com.kuang.pool;

import java.util.concurrent.*;

// Executors 工具类、3大方法

/**
 * new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 银行满了，还有人进来，不处理这个人的，抛出异常
 * new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 哪来的去哪里！
 * new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() //队列满了，丢掉任务，不会抛出异常！
 * new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() //队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常！
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //自定义线程池！工作用ThreadPoolExecutor
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,  //核心线程池
                5,  //最大线程池
                3,  //超时了没有人调用就会释放 
                TimeUnit.SECONDS,   //超时的单位
                new LinkedBlockingDeque<>(3),   //候客区
                Executors.defaultThreadFactory(),   //默认的线程工厂，一般我们不会动他
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());  //拒绝策略 -- 队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常！
        try {
            // 最大承载：Deque + max
            // 超过 RejectedExecutionException
            for (int i = 1; i <= 9; i++) {
                // 使用了线程池之后，使用线程池来创建线程
                threadPool.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
                });
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 线程池用完，程序结束，关闭线程池
            threadPool.shutdown();
        }

    }
}

5. 4种拒绝策略

   

/**
* new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 银行满了，还有人进来，不处理这个人的，抛出异 常
* new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 哪来的去哪里！ 
* new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() //队列满了，丢掉任务，不会抛出异常！ 
* new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() //队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会 抛出异常！
*/

6. 小结和拓展

• 池的最大的大小如何去设置！
• 了解：IO密集型，CPU密集型：（调优）

package com.kuang.pool;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

// Executors 工具类、3大方法

/**
 * new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 银行满了，还有人进来，不处理这个人的，抛出异常
 * new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 哪来的去哪里！
 * new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() //队列满了，丢掉任务，不会抛出异常！
 * new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() //队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常！
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 自定义线程池！工作 ThreadPoolExecutor

        // 最大线程到底该如何定义
        // 1、CPU 密集型，几核，就是几，可以保持CPu的效率最高！
        // 2、IO  密集型   > 判断你程序中十分耗IO的线程，
        // 程序   15个大型任务  io十分占用资源！

        // 获取CPU的核数
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

        List  list = new ArrayList();

        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());  //队列满了，尝试去和最早的竞争，也不会抛出异常！
        try {
            // 最大承载：Deque + max
            // 超过 RejectedExecutionException
            for (int i = 1; i <= 9; i++) {
                // 使用了线程池之后，使用线程池来创建线程
                threadPool.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
                });
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 线程池用完，程序结束，关闭线程池
            threadPool.shutdown();
        }

    }
}

四大函数式接口（必须掌握）

新时代的程序员：lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算

1. 函数式接口： 只有一个方法的接口

@FunctionalInterface 
public interface Runnable { 
    public abstract void run(); 
}
// 泛型、枚举、反射 
// lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算 
// 超级多FunctionalInterface 
// 简化编程模型，在新版本的框架底层大量应用！
// foreach(消费者类的函数式接口)

 

   

2. Function函数式接口

package com.kuang.function;

import java.util.function.Function;

/**
 * Function 函数型接口, 有一个输入参数，有一个输出
 * 只要是 函数型接口 可以 用 lambda表达式简化
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //
//        Function<String,String> function = new Function<String,String>() {
//            @Override
//            public String apply(String str) {
//                return str;
//            }
//        };

        Function<String,String> function = (str)->{return str;};

        System.out.println(function.apply("asd"));  //asd
    }
}

3. 断定型接口：有一个输入参数，返回值只能是 布尔值！

package com.kuang.function;

import java.util.function.Predicate;

/**
 * 断定型接口：有一个输入参数，返回值只能是 布尔值！
 */
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 判断字符串是否为空
//        Predicate<String> predicate = new Predicate<String>(){
////            @Override
////            public boolean test(String str) {
////                return str.isEmpty();
////            }
////        };

        Predicate<String> predicate = (str)->{return str.isEmpty(); };
        System.out.println(predicate.test("")); //true

    }
}

4. Consumer 消费型接口

package com.kuang.function;

import java.util.function.Consumer;

/**
 * Consumer 消费型接口: 只有输入，没有返回值
 */
public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
//        Consumer<String> consumer = new Consumer<String>() {
//            @Override
//            public void accept(String str) {
//                System.out.println(str);
//            }
//        };
        Consumer<String> consumer = (str)->{System.out.println(str);};
        consumer.accept("sdadasd"); //sdadasd

    }
}

5. Supplier 供给型接口

package com.kuang.function;

import java.util.function.Supplier;

/**
 * Supplier 供给型接口 没有参数，只有返回值
 */
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
//        Supplier supplier = new Supplier<Integer>() {
//            @Override
//            public Integer get() {
//                System.out.println("get()");
//                return 1024;
//            }
//        };

        Supplier supplier = ()->{ return 1024; };
        System.out.println(supplier.get()); //1024
    }
}

Stream流式计算

1. 什么是Stream流式计算

• 大数据：存储 + 计算
• 集合、MySQL 本质就是存储东西的；
• 计算都应该交给流来操作！

   

package com.kuang.stream;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

// 有参，无参构造，get、set、toString方法！
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class User {

    private int id;
    private String name;
    private int age;

}

package com.kuang.stream;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 题目要求：一分钟内完成此题，只能用一行代码实现！
 * 现在有5个用户！筛选：
 * 1、ID 必须是偶数
 * 2、年龄必须大于23岁
 * 3、用户名转为大写字母
 * 4、用户名字母倒着排序
 * 5、只输出一个用户！
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        User u1 = new User(1,"a",21);
        User u2 = new User(2,"b",22);
        User u3 = new User(3,"c",23);
        User u4 = new User(4,"d",24);
        User u5 = new User(6,"e",25);
        // 集合就是存储
        List<User> list = Arrays.asList(u1, u2, u3, u4, u5);

        // 计算交给Stream流
        // lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算
        list.stream()
                .filter(u->{return u.getId()%2==0;})
                .filter(u->{return u.getAge()>23;})
                .map(u->{return u.getName().toUpperCase();})
                .sorted((uu1,uu2)->{return uu2.compareTo(uu1);})
                .limit(1)
                .forEach(System.out::println);  //E
    }
}

ForkJoin

1. 什么是 ForkJoin

• ForkJoin 在 JDK 1.7 ， 并行执行任务！在大数据量时可以提高效率！
• 大数据：Map Reduce （把大任务拆分为小任务）

把大任务拆分成小任务，用不同的线程并且去处理，最终合并结果

1. ForkJoin 特点：工作窃取

• 这个里面维护的都是双端队列

  

A线程还没执行完B已经执行完了，那B不可能等在那吧，所以B会把A的一块任务偷过来执行，从而提高效率。

1. ForkJoin

 

package com.kuang.forkjoin;

import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/**
 * 求和计算的任务！
 * 3000   6000（ForkJoin）  9000（Stream并行流）
 * // 如何使用 forkjoin
 * // 1、forkjoinPool 通过它来执行
 * // 2、计算任务 forkjoinPool.execute(ForkJoinTask task)
 * // 3. 计算类要继承 ForkJoinTask
 */
public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {

    private Long start;  // 1
    private Long end;    // 1990900000

    // 临界值
    private Long temp = 10000L;

    public ForkJoinDemo(Long start, Long end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    // 计算方法
    @Override
    protected Long compute() {
        if ((end-start)<temp){
            Long sum = 0L;
            for (Long i = start; i <= end; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        }else { // forkjoin 递归
            long middle = (start + end) / 2; // 中间值
            ForkJoinDemo task1 = new ForkJoinDemo(start, middle);
            task1.fork(); // 拆分任务，把任务压入线程队列
            ForkJoinDemo task2 = new ForkJoinDemo(middle+1, end);
            task2.fork(); // 拆分任务，把任务压入线程队列

            return task1.join() + task2.join();
        }
    }
}

这里用到了归并和递归的思想，如果大于临界值就分成两个区域再计算，每个区域再递归调用验证如果小于中间值就就结束递归

测试：

package com.kuang.forkjoin;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.stream.DoubleStream;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.LongStream;

/**
 * 同一个任务，别人效率高你几十倍！
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // test1(); // 12224
        // test2(); // 10038
        // test3(); // 153
    }

    // 普通程序员
    public static void test1(){
        Long sum = 0L;
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (Long i = 1L; i <= 10_0000_0000; i++) {
            sum += i;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+sum+" 时间："+(end-start));
    }

    // 会使用ForkJoin
    public static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();

        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinDemo(0L, 10_0000_0000L);
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);// 异步提交任务
        Long sum = submit.get();

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("sum="+sum+" 时间："+(end-start));
    }

    public static void test3(){
        long start = System.currentTimeMillis();
        // Stream并行流 ()  (]   parallel并行
        long sum = LongStream.rangeClosed(0L, 10_0000_0000L).parallel().reduce(0, Long::sum);//消费者类型函数  没有返回值  直接输出::后面  前面Long是参数
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+"时间："+(end-start));
    }

}

异步回调

1. Future 设计的初衷： 对将来的某个事件的结果进行建模

package com.kuang.future;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 发送请求，并不是要立即得到结果，只要它可以刷新回来并加载给我们就好了
 * 异步调用： CompletableFuture
 * // 异步执行
 * // 成功回调
 * // 失败回调
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 没有返回值的 runAsync 异步回调
//        CompletableFuture<Void> completableFuture = CompletableFuture.runAsync(()->{
//            try {
//                 TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
//            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"runAsync=>Void");
//        });
//
//        System.out.println("1111");
//        //发起的异步请求还没执行完成，主线程就到了get了  肯定要阻塞等待
//        completableFuture.get(); // 获取阻塞执行结果

        // 有返回值的 supplyAsync 异步回调
        // 对应ajax也是这样，成功和失败的回调
        // 返回的是错误信息；
        CompletableFuture<Integer> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"supplyAsync=>Integer");
            int i = 10/0;
            return 1024;
        });

        System.out.println(completableFuture.whenComplete((t, u) -> {
            System.out.println("t=>" + t); // 正常的返回结果
            System.out.println("u=>" + u); // 错误信息：java.util.concurrent.CompletionException: java.lang.ArithmeticException: / by zero
        }).exceptionally((e) -> {
            System.out.println(e.getMessage());
            return 233; // 可以获取到错误的返回结果
        }).get());

        /**
         * succee Code 200
         * error Code 404 500
         */
    }
}

   

   

1、我需要一个计算时间5秒方法的返回值

2、我不想等这5秒钟，我想要继续执行下面的代码，那就异步执行这个方法

3、当我通过get去获取这个返回值时，如果已经过了5秒，也就是方法执行完了，那我就可以直接得到返回值

4、如果方法还没执行完，这个时候就需要等待执行完才能拿到返回值

JMM

1. 请你谈谈你对 Volatile 的理解

• Volatile 是 Java 虚拟机提供轻量级的同步机制

• 保证可见性
• 不保证原子性
• 禁止指令重排

2. 什么是JMM

• JMM ： Java内存模型，不存在的东西，概念！约定！
• 关于JMM的一些同步的约定：

• 线程解锁前，必须把共享变量立刻刷回主存。
• 线程加锁前，必须读取主存中的最新值到工作内存中！
• 加锁和解锁是同一把锁

• 线程 工作内存 、主内存
• 8种操作：

• 内存交互操作有8种，虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的，不可在分的（对于double和long类型的变量来说，load、store、read和write操作在某些平台上允许例外）

• lock （锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为线程独占状态
• unlock （解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定
• read （读取）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用
• load （载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主存中变量放入工作内存中
• use （使用）：作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的变量传输给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值，就会使用到这个指令
• assign （赋值）：作用于工作内存中的变量，它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中
• store （存储）：作用于主内存中的变量，它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便后续的write使用
• write （写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中

• JMM对这八种指令的使用，制定了如下规则：

• 不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须write
• 不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存
• 不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
• 一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量
• 实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作
• 一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解锁
• 如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新load或assign操作初始化变量的值
• 如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存

• 问题： 程序不知道主内存的值已经被修改过了

package com.kuang.tvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JMMDemo {
    private static int num = 0;

    public static void main(String[] args) { // main线程

        new Thread(()->{ // 线程 1 对主内存的变化不知道的
            while (num==0){

            }
        }).start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        num = 1;
        System.out.println(num);

    }
}

原因：

Volatile（进阶）--面试高频

1. 保证可见性

package com.kuang.tvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JMMDemo {
    // 不加 volatile 程序就会死循环！
    // 加 volatile 可以保证可见性
    private volatile static int num = 0;

    public static void main(String[] args) { // main线程

        new Thread(()->{ // 线程 1 对主内存的变化不知道的
            while (num==0){

            }
        }).start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        num = 1;
        System.out.println(num);

    }
}

   

2. 不保证原子性

• 原子性 : 不可分割
• 线程A在执行任务的时候，不能被打扰的，也不能被分割。要么同时成功，要么同时失败。

package com.kuang.tvolatile;

// volatile 不保证原子性
public class VDemo02 {

    // volatile 不保证原子性
    // 原子类的 Integer
    private volatile static int num = 0;

    public static void add(){
        num++; 
    }

    public static void main(String[] args) {

        //理论上num结果应该为 2 万
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000 ; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }

        while (Thread.activeCount()>2){ // Java中main和gc线程默认在执行
            //Thread.yield()是在主线程中执行的，意思只要还有除了GC和main线程之外的线程在跑，主线程就让出cpu不往下执行
            Thread.yield(); //礼让一下
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + num);


    }
}

之所以小于理论值，是因为在线程回写数据到主内存中的时候，覆盖了已经被其他更快的线程执行的结果导致

• 如果不加 lock 和 synchronized ，怎么样保证原子性

使用原子类，解决 原子性问题

package com.kuang.tvolatile;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

// volatile 不保证原子性
public class VDemo02 {

    // volatile 不保证原子性
    // 原子类的 Integer
    private volatile static AtomicInteger num = new AtomicInteger();

    public static void add(){
        // num++; // 不是一个原子性操作
        num.getAndIncrement(); // AtomicInteger + 1 方法， CAS效率极高
    }

    public static void main(String[] args) {

        //理论上num结果应该为 2 万
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000 ; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }

        while (Thread.activeCount()>2){ // main  gc
            Thread.yield();
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + num);


    }
}

          

这些类的底层都直接和操作系统挂钩！在内存中修改值！Unsafe类是一个很特殊的存在！

3. 指令重排

• 什么是 指令重排：你写的程序，计算机并不是按照你写的那样去执行的。
• 源代码-->编译器优化的重排--> 指令并行也可能会重排--> 内存系统也会重排---> 执行
• 处理器在进行指令重排的时候，考虑：数据之间的依赖性！

int x = 1; // 1 
    int y = 2; // 2 
    x = x + 5; // 3 
    y = x * x; // 4

我们所期望的：1234 但是可能执行的时候回变成 2134 1324 可不可能是 4123！

可能造成影响的结果： a b x y 这四个值默认都是 0；

线程A	线程B
x=a	y=b
b=1	a=2

正常的结果： x = 0；y = 0；但是可能由于指令重排

线程A	线程B
b=1	a=2
x=a	y=b

指令重排导致的诡异结果： x = 2；y = 1；

4. 非计算机专业

• volatile可以避免指令重排：

• 内存屏障。CPU指令。作用：

• 1、保证特定的操作的执行顺序！
• 2、可以保证某些变量的内存可见性 （利用这些特性volatile实现了可见性）

• Volatile 是可以保持 可见性。不能保证原子性，由于内存屏障，可以保证避免指令重排的现象产生！

彻底玩转单例模式

饿汉式 DCL懒汉式，深究！

1. 饿汉式（必须手写会的）

package com.kuang.single;

// 饿汉式单例--最重要的思想：构造器私有
public class Hungry {

    // 可能会浪费空间
    private byte[] data1 = new byte[1024*1024];
    private byte[] data2 = new byte[1024*1024];
    private byte[] data3 = new byte[1024*1024];
    private byte[] data4 = new byte[1024*1024];

    private Hungry(){

    }

    private final static Hungry HUNGRY = new Hungry();

    public static Hungry getInstance(){
        return HUNGRY;
    }

}

2. DCL 懒汉式（必须手写会的）

package com.kuang.single;

import com.sun.corba.se.impl.orbutil.CorbaResourceUtil;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;

// 懒汉式单例
// 道高一尺，魔高一丈！--可以不让反射破坏单例
public class LazyMan {

    private static boolean qinjiang = false;

    private LazyMan(){
        synchronized (LazyMan.class){
            if (qinjiang == false){
                qinjiang = true;
            }else {
                throw new RuntimeException("不要试图使用反射破坏异常");
            }
        }
    }

    private volatile static LazyMan lazyMan;

    // 双重检测锁模式的 懒汉式单例  DCL懒汉式
    public static LazyMan getInstance(){
        if (lazyMan==null){ 
            synchronized (LazyMan.class){   //上锁保证当前类只有一个
                if (lazyMan==null){
                    lazyMan = new LazyMan(); // 不是一个原子性操作
                    /**
                     * 1. 分配内存空间
                     * 2、执行构造方法，初始化对象
                     * 3、把这个对象指向这个空间
                     *
                     * 期望123
                     * 可能132 A
                     *     B // 此时lazyMan还没有完成构造
                     * 所以private volatile static LazyMan lazyMan;中要加volatile
                     */
                }
            }
        }
        return lazyMan;
    }

    //单线程下确实没事，但我们是多线程并发
    // 反射！---会破坏单例--因为创建一个对象有3步，而第二个反射创建的时候3步还没有完成
    public static void main(String[] args) throws Exception {
//        LazyMan instance = LazyMan.getInstance();
        
        //解密，继续破坏单例
        Field qinjiang = LazyMan.class.getDeclaredField("qinjiang");
        qinjiang.setAccessible(true);

        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        LazyMan instance = declaredConstructor.newInstance();

        qinjiang.set(instance,false);

        LazyMan instance2 = declaredConstructor.newInstance();

        System.out.println(instance);
        System.out.println(instance2);
    }

}

注意第三步执行完对象就已将不为空了，所以多线程下，就会直接获取对象的值，但是对象还没有执行2这个操作

反射破坏单例效果：

让反射不破坏单例效果：

解密，继续破坏单例：

3. 静态内部类---不安全

package com.kuang.single;

// 静态内部类
public class Holder {
    private Holder(){

    }

    public static Holder getInstace(){
        return InnerClass.HOLDER;
    }

    public static class InnerClass{
        private static final Holder HOLDER = new Holder();
    }

}

4. 单例不安全，反射
5. 枚举--自带单例模式

package com.kuang.single;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

// enum 是一个什么？ 本身也是一个Class类
public enum EnumSingle {

    INSTANCE;

    public EnumSingle getInstance(){
        return INSTANCE;
    }

}

class Test{

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        EnumSingle instance1 = EnumSingle.INSTANCE;
        //反射不能破坏枚举，但我们就想破坏一下
        Constructor<EnumSingle> declaredConstructor = EnumSingle.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);  //本来参数写的是null
        declaredConstructor.setAccessible(true);    //把enum构造器的私有权限破除
        EnumSingle instance2 = declaredConstructor.newInstance();   //创建对象

        // NoSuchMethodException: com.kuang.single.EnumSingle.<init>()
        System.out.println(instance1);
        System.out.println(instance2);

    }

}

居然没有空参构造！IDEA骗了我们！去反编译一下！

   

这显示，有空参构造！反编译也骗了我们！

上更专业的工具，把一个class反编译回来：

   

   

   

测试结果：

   

这才彻彻底底知道了：反射确实不能破坏枚举的单例！

• 枚举类型的最终反编译源码：

// Decompiled by Jad v1.5.8g. Copyright 2001 Pavel Kouznetsov. 
// Jad home page: http://www.kpdus.com/jad.html 
// Decompiler options: packimports(3) 
// Source File Name: EnumSingle.java

package com.kuang.single; 
public final class EnumSingle extends Enum 
{ 
    public static EnumSingle[] values() 
    { 
        return (EnumSingle[])$VALUES.clone(); 
    }
    public static EnumSingle valueOf(String name) 
    { 
        return (EnumSingle)Enum.valueOf(com/kuang/single/EnumSingle, name); 
    }
    private EnumSingle(String s, int i) 
    {
        super(s, i); 
    }
    public EnumSingle getInstance()
    { 
        return INSTANCE; 
    }
    
    public static final EnumSingle INSTANCE; 
    private static final EnumSingle $VALUES[];
    
    static 
    { 
        INSTANCE = new EnumSingle("INSTANCE", 0);
        $VALUES = (new EnumSingle[] {
            INSTANCE
        }); 
    } 
}

深入理解CAS

1. 什么是 CAS

大厂你必须要深入研究底层！有所突破！ 修内功，操作系统，计算机网络原理

package com.kuang.cas;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; 
public class CASDemo { 
    // CAS compareAndSet : 比较并交换！ 
    public static void main(String[] args) { 
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020); 
        
        // 参数：期望、更新 
        // public final boolean compareAndSet(int expect, int update) 
        // 如果我期望的值达到了，那么就更新，否则，就不更新, CAS 是CPU的并发原语！ 
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021)); 
        System.out.println(atomicInteger.get()); 
        
        atomicInteger.getAndIncrement() 
            System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021)); 
        System.out.println(atomicInteger.get());
    }
}

   

2. Unsafe类

         

当前对象var1内存地址偏移值var2若和期望值var5一样，就让var5+1

var1相当于数组对象a，var2相当于a中的角标i，因为var5==a[i] ，var5+1就是a[i]+1，即实现了getAndIncrement()

自旋锁：不停地旋转，直到这个值能够成功为止！

• CAS ： 比较当前工作内存中的值和主内存中的值，如果这个值是期望的，那么则执行操作！如果不是就一直循环！

• 缺点：

• 1、 循环会耗时
• 2、一次性只能保证一个共享变量的原子性
• 3、ABA问题

3. CAS ： ABA 问题（狸猫换太子）

    

package com.kuang.cas; 
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; 
public class CASDemo { 
    // CAS compareAndSet : 比较并交换！ 
    public static void main(String[] args) { 
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020); 
        
        // 期望、更新 
        // public final boolean compareAndSet(int expect, int update) 
        // 如果我期望的值达到了，那么就更新，否则，就不更新, CAS 是CPU的并发原语！ 
        // ============== 捣乱的线程 ================== 
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021)); 
        System.out.println(atomicInteger.get()); 
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2020)); 
        System.out.println(atomicInteger.get()); 
        // ============== 期望的线程 ================== 
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 6666)); 
        System.out.println(atomicInteger.get()); 
    } 
}

原子引用

1. 解决ABA 问题，引入原子引用！ 对应的思想：乐观锁！

带版本号 的原子操作！

package com.kuang.cas;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class CASDemo {

    //AtomicStampedReference 注意，如果泛型是一个包装类，注意对象的引用问题

    // 正常在业务操作，这里面比较的都是一个个对象
    static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference<>(1,1);

    // CAS  compareAndSet : 比较并交换！
    public static void main(String[] args) {

        new Thread(()->{
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); // 获得版本号
            System.out.println("a1=>"+stamp);

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            Lock lock = new ReentrantLock(true);

            atomicStampedReference.compareAndSet(1, 2,
                    atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);

            System.out.println("a2=>"+atomicStampedReference.getStamp());


            System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(2, 1,
                    atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1)); //拿到版本号是为了保证你的程序没有被别人动过，+1是为了保证版本号更新了

            System.out.println("a3=>"+atomicStampedReference.getStamp());

        },"a").start();


        // 乐观锁的原理相同！
        new Thread(()->{
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); // 获得版本号
            System.out.println("b1=>"+stamp);

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(1, 6,
                    stamp, stamp + 1));

            System.out.println("b2=>"+atomicStampedReference.getStamp());

        },"b").start();

    }
}

大概解释一下乐观锁，也就是加个版本控制 如果事务改变那么版本也会进行改变

乐观锁是一种锁类型，cas是乐观锁的一种具体实现方式

注意：

Integer 使用了对象缓存机制，默认范围是-128 ~ 127，推荐使用静态工厂方法 valueOf获取对象实例，而不是new，因为valueOf使用缓存，而new一定会创建新的对象分配新的内存空间；

各种锁的理解

1. 公平锁、非公平锁

• 公平锁： 非常公平， 不能够插队，必须先来后到！
• 非公平锁：非常不公平，可以插队 （默认都是非公平）

public ReentrantLock() { 
    sync = new NonfairSync(); 
}
 
public ReentrantLock(boolean fair) { 
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}

2. 可重入锁

• 可重入锁（递归锁）

• Synchronized

package com.kuang.lock;

import javax.sound.midi.Soundbank;

// Synchronized
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();

        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"A").start();


        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"B").start();
    }
}

class Phone{

    public synchronized void sms(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");
        call(); // 这里也有锁
    }

    public synchronized void call(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call");
    }
}

    

其实对象锁只有一把 理解好就行了 线程A 拿到了锁 执行call 用的依然是通一把锁

这里例子说错了，call在方法体内，无论是不是可重入锁，执行完A线程之前都不会释放第一个锁

前面正解，去掉call的锁也没问题

这里验证的话可以在sms方法内调用call方法前先等待一段时间，这样能证明是一开始进入就自动获得了call锁

• Lock 版

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone2 phone = new Phone2();

        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"A").start();


        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"B").start();
    }
}

class Phone2{
    Lock lock = new ReentrantLock();

    public void sms(){
        lock.lock(); // 细节问题：lock.lock(); lock.unlock(); // lock 锁必须配对，否则就会死在里面
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");
            call(); // 这里也有锁
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
            lock.unlock();
        }

    }

    public void call(){

        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

         

synchronized版本是同一个锁，lock版本是两个不同的锁

• 自旋锁
• spinlock

     

我们来自定义一个锁测试

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

/**
 * 自旋锁
 */
public class SpinlockDemo {

    // int   0
    // Thread  null
    AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();

    // 加锁
    public void myLock(){
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> mylock");

        // 自旋锁
        while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){    //跟我所期望的不一样
            //线程如果没抢到锁就进入无限循环堵塞
        }
    }


    // 解锁
    // 加锁
    public void myUnLock(){
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> myUnlock");
        atomicReference.compareAndSet(thread,null); //若是我期望的线程就置为空
    }

}

• 测试上面自己写的自旋锁

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestSpinLock {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//        ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
//        reentrantLock.lock();
//        reentrantLock.unlock();

        // 底层使用的自旋锁CAS
        SpinlockDemo lock = new SpinlockDemo();


        new Thread(()-> {
            lock.myLock();

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);  //休息5秒
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.myUnLock();
            }

        },"T1").start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);  //为保证T1线程先获取到锁

        new Thread(()-> {
            lock.myLock();

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.myUnLock();
            }

        },"T2").start();

    }
}

   

线程竞争后只能有一个线程能拿到锁。

一定是T1解锁了，T2才能拿到锁。因为T1解锁之后它才会释放锁，释放完之后T2才有机会拿到锁并且把它解锁掉。

T1加锁后，T2进入自旋，只有T1解锁后，T2才能加锁成功。

死锁

1. 死锁是什么---互斥，占有等待，循环等待，不可抢占

    

• 死锁测试，怎么排除死锁：

package com.kuang.lock;

import com.sun.org.apache.xpath.internal.SourceTree;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DeadLockDemo {
    public static void main(String[] args) {

        String lockA = "lockA";
        String lockB = "lockB";

        new Thread(new MyThread(lockA, lockB), "T1").start();
        new Thread(new MyThread(lockB, lockA), "T2").start();

    }
}


class MyThread implements Runnable{

    private String lockA;
    private String lockB;

    public MyThread(String lockA, String lockB) {
        this.lockA = lockA;
        this.lockB = lockB;
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (lockA){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "lock:"+lockA+"=>get"+lockB);

            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            synchronized (lockB){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "lock:"+lockB+"=>get"+lockA);
            }

        }
    }
}

    

• 解决问题

• 1、使用 jps -l 定位进程号
• 2、使用 jstack 进程号 找到死锁问题

所以T1和T2互相交叉形成死锁！

• 面试，工作中！ 排查问题：

• 1、日志 9
• 2、堆栈 1

参考链接：https://www.bilibili.com/video/BV1B7411L7tE?p=39&spm_id_from=pageDriver