cainiaoyu
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上一篇介绍Java提供synchronized关键字来实现多线程同步。如下例所示：
代码：
class ThreadA implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadA(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.input();
}
}
}
class ThreadB implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadB(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.output();
}
}
}
public class Parcel7 {
private int count = 0;
synchronized void input() {
count ++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "+++ " + count);
}
synchronized void output() {
count --;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--- " + count);
}
public static void main(String[] args) {
Parcel7 test = new Parcel7();
ThreadA a = new ThreadA(test);
ThreadB b = new ThreadB(test);
new Thread(a).start();
new Thread(b).start();
}
}
使用了两个synchronized 方法来使的对count的操作对于线程a和b是一个互斥的过程。但是如果我们我们想要使得a，b线程交替执行的话，我们需要使用到多线程之间的通信方式：wait（），notify（），notifyAll（）。这三个方法是属于java.lang.Object类中的，即所有对象都包含这三个方法。wait（）是使当前线程放弃CPU执行权限，并等待（会抛出一个 InterruptedException的异常）。void notify（）和void notifyAll（）用来唤醒持有该对象锁线程，前者唤醒单个，后者唤醒所有。当然，这三者所操作的都是持有对象锁的线程，所以需要跟synchronized一起使用。
代码：
class ThreadA implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadA(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.input();
}
}
}
class ThreadB implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadB(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.output();
}
}
}
public class Parcel7 {
private int count = 0;
private boolean flag = false;
synchronized void input() {
while (flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count ++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "+++ " + count);
flag = true;
this.notify();
}
synchronized void output() {
while (!flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count --;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--- " + count);
flag = false;
this.notify();
}
public static void main(String[] args) {
Parcel7 test = new Parcel7();
ThreadA a = new ThreadA(test);
ThreadB b = new ThreadB(test);
new Thread(a).start();
new Thread(b).start();
// new Thread(a).start();
// new Thread(b).start();
}
}
可以正确使线程a,b交替执行，因为每次a执行完一次之后都会,把b唤醒并自己进入wait状态,b被唤醒后做a同样的操作。但当每个任务都不止一个线程操作时,(把上例的注释部分去掉)会出现如下情况：
【运行结果】
Thread-3--- 0
Thread-0+++ 1
Thread-1--- 0
Thread-0+++ 1
Thread-3--- 0
没有无限执行而是停住了。因为四个线程都陷入wait状态了。
解决办法：
将notify改成notifyAll，每次都把所有wait中的线程唤醒，主要是为了确保把执行不同操作的线程唤醒。而不是唤醒执行相同操作的线程。问题：使用notifyAll不仅把对方线程唤醒，还把本方线程也都唤醒了。如何只唤醒本方线程。
java5.0之前只能通过synchronized提供锁机制，而java5.0之后提供了一个接口：Lock里面包含了lock（）获取锁的方法，和unlock()主动解锁的方法。并且将对象锁封装成一个接口Condition，通过Condition的实例对象来取代原本的对象锁。
代码：
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class ThreadA implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadA(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.input();
}
}
}
class ThreadB implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadB(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.output();
}
}
}
public class Parcel7 {
private int count = 0;
private boolean flag = false;
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
Condition condition2 = lock.newCondition();
void input() {
lock.lock();
try{
while (flag) {
try {
condition.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count ++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "+++ " + count);
flag = true;
condition2.signal();
}finally{
lock.unlock();
}
}
void output() {
lock.lock();
try{
while (!flag) {
try {
condition2.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count --;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--- " + count);
flag = false;
condition.signal();
}finally{
lock.unlock();
}
}
public static void main(String[] args) {
Parcel7 test = new Parcel7();
ThreadA a = new ThreadA(test);
ThreadB b = new ThreadB(test);
new Thread(a).start();
new Thread(a).start();
new Thread(b).start();
new Thread(b).start();
}
}
对于synchronized每次只能持有一把锁，而对于Lock可以通过newCondition方法来获取好几个不同的对象锁。
总结：
synchronized与lock的区别：
1，ReentrantLock 拥有Synchronized相同的并发性和内存语义，此外还多了 锁投票，定时锁等候和中断锁等候
线程A和B都要获取对象O的锁定，假设A获取了对象O锁，B将等待A释放对O的锁定，
如果使用 synchronized ，如果A不释放，B将一直等下去，不能被中断
如果 使用ReentrantLock，如果A不释放，可以使B在等待了足够长的时间以后，中断等待，而干别的事
2，synchronized是在JVM层面上实现的，不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定，而且在代码执行时出现异常，JVM会自动 释放锁定，但是使用Lock则不行，lock是通过代码实现的，要保证锁定一定会被释放，就必须将unLock()放到finally{}中
3，在资源竞争不是很激烈的情况下，Synchronized的性能要优于ReetrantLock，但是在资源竞争很激烈的情况下，Synchronized的性能会下降几十倍，但是ReetrantLock的性能能维持常态；
停止线程：interrupt（），java.lang.Thread中的一个方法，用于将wait（）、join（）、sleep的线程中断状态清除并返回一个InterruptedException。
代码：
class ThreadA implements Runnable {
public synchronized void run() {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("从中断中恢复！");
}
}
}
public class Parcel7 {
public static void main(String[] args) {
ThreadA a = new ThreadA();
Thread b= new Thread(a);
b.start();
b.interrupt();
}
}
【运行结果】
从中断中恢复！
守护线程：是为其他线程的运行提供便利的线程。守护线程不会阻止程序的终止。Java的垃圾收集机制的某些实现就使用了守护线程。
非守护线程：包括常规的用户线程或诸如用于处理GUI事件的事件调度线程。
java.lang.Thread中的一个方法setDaemon（），用于将某线程设置为守护线程，必须在调用它的start方法之前进行设置，否则，抛出IllegalThreadStateException异常。程序只有守护线程时，该程序便可以结束运行。
代码：
class ThreadA implements Runnable {
public void run() {
while (true) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"守护线程！");
}
}
}
public class Parcel7 {
public static void main(String[] args) {
ThreadA a = new ThreadA();
Thread b= new Thread(a);
Thread c= new Thread(a);
b.setDaemon(true);
c.setDaemon(true);
b.start();
c.start();
}
}
当主线程结束时，两个守护线程也同时结束，虽然执行时while（true）的无限循环；
等待线程结束：java.lang.Thread中的方法join（）；如果被interrupt（）中断时抛出InterruptedException。也可以用来实现线程之间的同步。
代码：
class ThreadA implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadA(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
p.inc();
}
}
}
public class Parcel7 {
private static int a =0;
void inc(){
a++;
}
public static void main(String[] args) {
ThreadA A = new ThreadA(new Parcel7());
Thread b= new Thread(A);
b.start();
System.out.println(a);
try {
b.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(a);
}
}
【输出结果】
0
10
释放cpu执行权：yield（）。该方法与sleep()类似，只是不能由用户指定暂停多长时间，并且yield（）方法只能让同优先级的线程有执行的机会。而sleep()可以使低优先级的线程得到执行的机会，当然也可以让同优先级、高优先级的线程有执行的机会。sleep和yield都不会释放对象锁。
实际上，yield()方法对应了如下操作；先检测当前是否有相同优先级的线程处于同可运行状态，如有，则把CPU的占有权交给次线程，否则继续运行原来的线程，所以yield()方法称为“退让”，它把运行机会让给了同等级的其他线程。
sleep 方法允许较低优先级的线程获得运行机会，但yield（）方法执行时，当前线程仍处在可运行状态，所以不可能让出较低优先级的线程此时获取CPU占有权。在一个运行系统中，如果较高优先级的线程没有调用sleep方法，也没有受到I/O阻塞，那么较低优先级线程只能等待所有较高优先级的线程运行结束，方可有机会运行。
代码：
class ThreadA implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadA(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.input();
}
}
}
class ThreadB implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadB(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.output();
}
}
}
public class Parcel7 {
private int count = 0;
synchronized void input() {
count ++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "+++ " + count);
}
synchronized void output() {
count --;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--- " + count);
}
public static void main(String[] args) {
Parcel7 test = new Parcel7();
ThreadA a = new ThreadA(test);
ThreadB b = new ThreadB(test);
new Thread(a).start();
new Thread(b).start();
}
}
使用了两个synchronized 方法来使的对count的操作对于线程a和b是一个互斥的过程。但是如果我们我们想要使得a，b线程交替执行的话，我们需要使用到多线程之间的通信方式：wait（），notify（），notifyAll（）。这三个方法是属于java.lang.Object类中的，即所有对象都包含这三个方法。wait（）是使当前线程放弃CPU执行权限，并等待（会抛出一个 InterruptedException的异常）。void notify（）和void notifyAll（）用来唤醒持有该对象锁线程，前者唤醒单个，后者唤醒所有。当然，这三者所操作的都是持有对象锁的线程，所以需要跟synchronized一起使用。
代码：
class ThreadA implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadA(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.input();
}
}
}
class ThreadB implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadB(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.output();
}
}
}
public class Parcel7 {
private int count = 0;
private boolean flag = false;
synchronized void input() {
while (flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count ++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "+++ " + count);
flag = true;
this.notify();
}
synchronized void output() {
while (!flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count --;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--- " + count);
flag = false;
this.notify();
}
public static void main(String[] args) {
Parcel7 test = new Parcel7();
ThreadA a = new ThreadA(test);
ThreadB b = new ThreadB(test);
new Thread(a).start();
new Thread(b).start();
// new Thread(a).start();
// new Thread(b).start();
}
}
可以正确使线程a,b交替执行，因为每次a执行完一次之后都会,把b唤醒并自己进入wait状态,b被唤醒后做a同样的操作。但当每个任务都不止一个线程操作时,(把上例的注释部分去掉)会出现如下情况：
【运行结果】
Thread-3--- 0
Thread-0+++ 1
Thread-1--- 0
Thread-0+++ 1
Thread-3--- 0
没有无限执行而是停住了。因为四个线程都陷入wait状态了。
解决办法：
将notify改成notifyAll，每次都把所有wait中的线程唤醒，主要是为了确保把执行不同操作的线程唤醒。而不是唤醒执行相同操作的线程。问题：使用notifyAll不仅把对方线程唤醒，还把本方线程也都唤醒了。如何只唤醒本方线程。
java5.0之前只能通过synchronized提供锁机制，而java5.0之后提供了一个接口：Lock里面包含了lock（）获取锁的方法，和unlock()主动解锁的方法。并且将对象锁封装成一个接口Condition，通过Condition的实例对象来取代原本的对象锁。
代码：
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class ThreadA implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadA(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.input();
}
}
}
class ThreadB implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadB(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
while (true) {
p.output();
}
}
}
public class Parcel7 {
private int count = 0;
private boolean flag = false;
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
Condition condition2 = lock.newCondition();
void input() {
lock.lock();
try{
while (flag) {
try {
condition.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count ++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "+++ " + count);
flag = true;
condition2.signal();
}finally{
lock.unlock();
}
}
void output() {
lock.lock();
try{
while (!flag) {
try {
condition2.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count --;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--- " + count);
flag = false;
condition.signal();
}finally{
lock.unlock();
}
}
public static void main(String[] args) {
Parcel7 test = new Parcel7();
ThreadA a = new ThreadA(test);
ThreadB b = new ThreadB(test);
new Thread(a).start();
new Thread(a).start();
new Thread(b).start();
new Thread(b).start();
}
}
对于synchronized每次只能持有一把锁，而对于Lock可以通过newCondition方法来获取好几个不同的对象锁。
总结：
synchronized与lock的区别：
1，ReentrantLock 拥有Synchronized相同的并发性和内存语义，此外还多了 锁投票，定时锁等候和中断锁等候
线程A和B都要获取对象O的锁定，假设A获取了对象O锁，B将等待A释放对O的锁定，
如果使用 synchronized ，如果A不释放，B将一直等下去，不能被中断
如果 使用ReentrantLock，如果A不释放，可以使B在等待了足够长的时间以后，中断等待，而干别的事
2，synchronized是在JVM层面上实现的，不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定，而且在代码执行时出现异常，JVM会自动 释放锁定，但是使用Lock则不行，lock是通过代码实现的，要保证锁定一定会被释放，就必须将unLock()放到finally{}中
3，在资源竞争不是很激烈的情况下，Synchronized的性能要优于ReetrantLock，但是在资源竞争很激烈的情况下，Synchronized的性能会下降几十倍，但是ReetrantLock的性能能维持常态；
停止线程：interrupt（），java.lang.Thread中的一个方法，用于将wait（）、join（）、sleep的线程中断状态清除并返回一个InterruptedException。
代码：
class ThreadA implements Runnable {
public synchronized void run() {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("从中断中恢复！");
}
}
}
public class Parcel7 {
public static void main(String[] args) {
ThreadA a = new ThreadA();
Thread b= new Thread(a);
b.start();
b.interrupt();
}
}
【运行结果】
从中断中恢复！
守护线程：是为其他线程的运行提供便利的线程。守护线程不会阻止程序的终止。Java的垃圾收集机制的某些实现就使用了守护线程。
非守护线程：包括常规的用户线程或诸如用于处理GUI事件的事件调度线程。
java.lang.Thread中的一个方法setDaemon（），用于将某线程设置为守护线程，必须在调用它的start方法之前进行设置，否则，抛出IllegalThreadStateException异常。程序只有守护线程时，该程序便可以结束运行。
代码：
class ThreadA implements Runnable {
public void run() {
while (true) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"守护线程！");
}
}
}
public class Parcel7 {
public static void main(String[] args) {
ThreadA a = new ThreadA();
Thread b= new Thread(a);
Thread c= new Thread(a);
b.setDaemon(true);
c.setDaemon(true);
b.start();
c.start();
}
}
当主线程结束时，两个守护线程也同时结束，虽然执行时while（true）的无限循环；
等待线程结束：java.lang.Thread中的方法join（）；如果被interrupt（）中断时抛出InterruptedException。也可以用来实现线程之间的同步。
代码：
class ThreadA implements Runnable {
private Parcel7 p;
public ThreadA(Parcel7 p) {
this.p = p;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
p.inc();
}
}
}
public class Parcel7 {
private static int a =0;
void inc(){
a++;
}
public static void main(String[] args) {
ThreadA A = new ThreadA(new Parcel7());
Thread b= new Thread(A);
b.start();
System.out.println(a);
try {
b.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(a);
}
}
【输出结果】
0
10
释放cpu执行权：yield（）。该方法与sleep()类似，只是不能由用户指定暂停多长时间，并且yield（）方法只能让同优先级的线程有执行的机会。而sleep()可以使低优先级的线程得到执行的机会，当然也可以让同优先级、高优先级的线程有执行的机会。sleep和yield都不会释放对象锁。
实际上，yield()方法对应了如下操作；先检测当前是否有相同优先级的线程处于同可运行状态，如有，则把CPU的占有权交给次线程，否则继续运行原来的线程，所以yield()方法称为“退让”，它把运行机会让给了同等级的其他线程。
sleep 方法允许较低优先级的线程获得运行机会，但yield（）方法执行时，当前线程仍处在可运行状态，所以不可能让出较低优先级的线程此时获取CPU占有权。在一个运行系统中，如果较高优先级的线程没有调用sleep方法，也没有受到I/O阻塞，那么较低优先级线程只能等待所有较高优先级的线程运行结束，方可有机会运行。
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