多线程高频知识点

多线程高频知识点—2023

- 多线程的基本概念
- 什么是线程/进程
- 为什么在进程中还需要线程呢？
- 同步与异步的区别
- 程序计数器
- 多线程的应用场景
- 多线程的创建方式
- 手写一个异步日志框架
- 多线程线程安全问题

多线程的基本概念

什么是cpu
CPU的中文名称是中央处理器，是进行逻辑运算用的，主要由运算器、控制器、寄存器三部分组成，从字面意思看就是运算就是起着运算的作用，控制器就是负责发出cpu每条指令所需要的信息，寄存器就是保存运算或者指令的一些临时文件，这样可以保证更高的速度。
也就是我们的线程运行在cpu之上。

什么是线程/进程

进程是资源分配最小单位，线程是程序执行的最小单位。计算机在执行程序时，会为程序创建相应的进程，进行资源分配时，是以进程为单位进行相应的分配。每个进程都有相应的线程，在执行程序时，实际上是执行相应的一系列线程。
总结： 进程是资源分配最小单位，线程是程序执行的最小单位

什么是进程：
1.cpu从硬盘中读取一段程序到内存中，该执行程序的实例就叫做进程
2.一个程序如果被cpu多次被读取到内存中，则变成多个独立的进程
什么是线程：
线程是程序执行的最小单位，在一个进程中可以有多个不同的线程
同时执行。

为什么在进程中还需要线程呢？

同一个应用程序中（进程），更好并行处理。

为什么需要使用到多线程
采用多线程的形式执行代码，目的就是为了提高程序的效率。
目的就是为了提高程序开发的效率
比如：现在一个项目只有一个程序员开发，需要开发功能模块会员模块、支付模块、订单模块。

并行/串行区别
串行也就是单线程执行代码执行效率非常低，代码从上向下执行；
并行就是多个线程并行一起执行，效率比较高。

同步与异步的区别

同步概念： 就是代码从上向下执行。
异步的概念： 单独分支执行相互之间没有任何影响。

CPU调度时间片
1.单核的cpu上每次只能够执行一次线程，如果在单核的cpu上开启了多线程，则会发生对每个线程轮流执行。
2.Cpu每次单个计算的时间成为一个cpu时间片，实际只有几十毫秒人为感觉好像是
在多线程。
3.对于线程来说，存在等待cpu调度的时候该线程的状态是为就绪状态，如果被cpu调度则该线程的状态为运行状态
4.当cpu转让执行其他的线程时，则该线程有变为就绪状态。

如果在单核的cpu之上开启了多线程，底层执行并不是真正意义上的多线程。
利用多核多线程性能。

Cpu密集型/IO密集型
Cpu密集型：长时间占用cpu；例如：视频剪辑
IO密集型：cpu计算时间短访问外接设备时间长
Input/output

CPU调度算法原理
1.先来先服务缺点如果最先来执行的线程是CPU密集型这样话可能会一直,无法继续执行其他的线程。
2.最短作业法谁的计算时间短，谁先来执行。
3.优先级调度算法根据重要性将进程分成4个优先级
优先级4 进程D负责画面----
优先级3 进程B和进程C接受用户的指令重要
优先级2 后台处理器次要
优先级1

程序计数器

程序计数器是用于存放下一条指令所在单元的地址的地方

Cpu上下文切换

多线程的应用场景

多线程的快速入门
1.客户端（移动App端/）开发；
2.异步发送短信/发送邮件
3.将执行比较耗时的代码改用多线程异步执行；可以提高接口的响应速度
4.异步写入日志日志框架底层
5.多线程下载

多线程的创建方式

1）继承Thread类创建线程
2）实现Runnable接口创建线程
3）使用匿名内部类的形式创建线程
4）使用lambda表达式创建线程
5）使用Callable和Future创建线程
6）使用线程池例如用Executor框架
7）spring @Async异步注解结合线程池

1）继承Thread类创建线程

public class ThreadDemo01 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "<run>");
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个线程
        ThreadDemo01 threadDemo01 = new ThreadDemo01();
        // 启动线程是start方法而不是run方法
        threadDemo01.start();
    }
}

2）实现Runnable接口创建线程

public class ThreadDemo02 implements Runnable {
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",我是子线程");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new ThreadDemo02()).start();
    }
}

3）使用匿名内部类的形式创建线程

//         1.使用匿名内部类创建线程
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",>我是子线程<");
            }
        }).start();

4）使用jdk8的新特性lambda 创建线程
lambda表达式创建线程
在这里插入图片描述

new Thread(()->{
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",>我是子线程<");
}).start();

5）使用Callable和Future创建线程

Callable和Future 线程可以获取到返回结果底层基于LockSupport
线程异步执行比较耗时间-

从Java 5开始，Java提供了Callable接口，该接口是Runnable接口的增强版，Callable接口提供了一个call()方法，可以看作是线程的执行体，但call()方法比run()方法更强大。
call()方法可以有返回值。
call()方法可以声明抛出异常。

public class ThreadCallable implements Callable<Integer> {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ThreadCallable threadCallable = new ThreadCallable();
        FutureTask<Integer> integerFutureTask = new FutureTask<>(threadCallable);
        new Thread(integerFutureTask).start();
        Integer result = integerFutureTask.get();
        System.out.println(result);
    }

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        // 默认代码执行非常耗时!!
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",执行计算操作");
        Thread.sleep(3000);
        return 1;
    }
}

6)使用线程池例如用Executors框架
复用机制
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
executorService.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “>我是子线程<”);
}
});

7)spring @Async异步注解
@Async 底层基于aop+自定义注解实现

@Component
@Slf4j
public class OrderManage {
    @Async
    public void asyncLog() {
        try {
            Thread.sleep(3000);
            log.info("<2>");
        } catch (Exception e) {

        }

    }
}

/**
 * http://127.0.0.1:8080/addOrder
 *
 * @return
 */
@RequestMapping("/addOrder")
public String addOrder() {
    log.info("<1>");
    orderManage.asyncLog();
    log.info("<3>");
    return "3";
}

手写 @Async异步注解

1.aop 拦截只要在我们的方法上有使用到@MayiktAsync 就单独的开启一个异步线程
执行我们的目标方法。

Aop
http请求
环绕通知开始
目标方法
环绕通知结束

@Aspect
@Component
public class ExtMayiktThreadAop {
    @Around(value = "@annotation(com.mayikt.service.annotation.MayiktAsync)")
    public void around(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        try {
            // 正常需要结合到线程池
            new Thread(() -> {
                try {
                    joinPoint.proceed();
                } catch (Throwable throwable) {
                    throwable.printStackTrace();
                }
            }, "mayikt线程").start();

        } catch (Throwable throwable) {

        }

    }
}

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MayiktAsync {
}

@Component
@Slf4j
public class OrderManage {
    @MayiktAsync
    public void asyncLog() {
        try {
            Thread.sleep(3000);
            log.info("<2>");
        } catch (Exception e) {

        }

    }
}

手写一个异步日志框架

常用日志框架： Log4j，Log4j 2，Logback
日志框架：ALL < TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL < OFF

aop采集日志

@Aspect
@Component
@Slf4j
public class AopLog {
    private static final String START_TIME = "request-start";
    private SimpleDateFormat sdf4 = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日HH时mm分ss秒");

    /**
     * 切入点
     */
    @Pointcut("execution(public * com.mayikt.service.*Service.*(..))")
    public void log() {
    }

    /**
     * 前置操作
     *
     * @param point 切入点
     */
    @Before("log()")
    public void beforeLog(JoinPoint point) {
        ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        HttpServletRequest request = Objects.requireNonNull(attributes).getRequest();

        LogManage.addLog("【请求 时间】：" + sdf4.format(new Date()));
        LogManage.addLog("【请求 URL】：" + request.getRequestURL());
        LogManage.addLog("【请求 IP】：" + request.getRemoteAddr());
        LogManage.addLog("【类名 Class】：" + point.getSignature().getDeclaringTypeName());
        LogManage.addLog("【方法名 Method】：" + point.getSignature().getName());
        LogManage.addLog("【请求参数 Args】：" +
                JSON.toJSONString(point.getArgs())
        );
//        log.info("【请求 时间】：{}", System.currentTimeMillis());
//        log.info("【请求 URL】：{}", request.getRequestURL());
//        log.info("【请求 IP】：{}", request.getRemoteAddr());
//        log.info("【类名 Class】：{}，【方法名 Method】：{}", point.getSignature().getDeclaringTypeName(), point.getSignature().getName());
//        log.info("【请求参数 Args】：{}，", point.getArgs());
    }

}

@Component
public class LogManage {


    private static BlockingDeque<String> blockingDeque = new LinkedBlockingDeque<>();
    private static final String filePath = "d:/log/mayikt.log";

    public LogManage() {
        new LogThread().start();
    }

    public static void addLog(String msg) {
        blockingDeque.add(msg);
    }

    class LogThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                String log = blockingDeque.poll();
                if (!StringUtils.isEmpty(log)) {
                    // 将该log写入到磁盘中
                    FileUtils.writeText(filePath, log, true);
                }
            }
        }
    }
}


public class FileUtils {

    /*判断文件是否存在*/
    public static boolean isExists(String filePath) {
        File file = new File(filePath);
        return file.exists();
    }

    /*判断是否是文件夹*/
    public static boolean isDir(String path) {
        File file = new File(path);
        if (file.exists()) {
            return file.isDirectory();
        } else {
            return false;
        }
    }

    /**
     * 文件或者目录重命名
     *
     * @param oldFilePath 旧文件路径
     * @param newName     新的文件名,可以是单个文件名和绝对路径
     * @return
     */
    public static boolean renameTo(String oldFilePath, String newName) {
        try {
            File oldFile = new File(oldFilePath);
            //若文件存在
            if (oldFile.exists()) {
                //判断是全路径还是文件名
                if (newName.indexOf("/") < 0 && newName.indexOf("\\") < 0) {
                    //单文件名，判断是windows还是Linux系统
                    String absolutePath = oldFile.getAbsolutePath();
                    if (newName.indexOf("/") > 0) {
                        //Linux系统
                        newName = absolutePath.substring(0, absolutePath.lastIndexOf("/") + 1) + newName;
                    } else {
                        newName = absolutePath.substring(0, absolutePath.lastIndexOf("\\") + 1) + newName;
                    }
                }
                File file = new File(newName);
                //判断重命名后的文件是否存在
                if (file.exists()) {
                    System.out.println("该文件已存在,不能重命名");
                } else {
                    //不存在，重命名
                    return oldFile.renameTo(file);
                }
            } else {
                System.out.println("原该文件不存在,不能重命名");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }

    /*文件拷贝操作*/
    public static void copy(String sourceFile, String targetFile) {
        File source = new File(sourceFile);
        File target = new File(targetFile);
        target.getParentFile().mkdirs();
        FileInputStream fis = null;
        FileOutputStream fos = null;
        FileChannel in = null;
        FileChannel out = null;
        try {
            fis = new FileInputStream(source);
            fos = new FileOutputStream(target);
            in = fis.getChannel();//得到对应的文件通道
            out = fos.getChannel();//得到对应的文件通道
            in.transferTo(0, in.size(), out);//连接两个通道，并且从in通道读取，然后写入out通道
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (out != null) {
                    out.close();
                }
                if (in != null) {
                    in.close();
                }
                if (fos != null) {
                    fos.close();
                }
                if (fis != null) {
                    fis.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

   /*读取Text文件操作*/
    public static String readText(String filePath) {
        String lines = "";
        try {
            FileReader fileReader = new FileReader(filePath);
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(fileReader);
            String line = null;
            while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                lines += line + "\n";
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return lines;
    }

    /*写入Text文件操作*/
    public static void writeText(String filePath, String content, boolean isAppend) {
        FileOutputStream outputStream = null;
        OutputStreamWriter outputStreamWriter = null;
        BufferedWriter bufferedWriter = null;
        try {
            outputStream = new FileOutputStream(filePath, isAppend);
            outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(outputStream);
            bufferedWriter = new BufferedWriter(outputStreamWriter);
            bufferedWriter.write(content);
            bufferedWriter.newLine();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (bufferedWriter != null) {
                    bufferedWriter.close();
                }
                if (outputStreamWriter != null) {
                    outputStreamWriter.close();
                }
                if (outputStream != null) {
                    outputStream.close();
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }


}

多线程线程安全问题

什么是线程安全问题

多线程同时对同一个全局变量做写的操作，可能会受到其他
线程的干扰，就会发生线程安全性问题。
全局变量----java内存结构
什么是写操作------修改

当多个线程共享同一个全局变量，做写的操作时，可能会受到其他的线程干扰，发生线程
安全问题。

public class ThreadCount implements Runnable {
    private static Integer count = 100;

    @Override
    public void run() {
        while (count > 1) {
            cal();
        }
    }

    private  void cal() {
        try {
            Thread.sleep(20);
        } catch (Exception e) {

        }
        count--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + count);
    }


    public static void main(String[] args) {
        ThreadCount threadCount = new ThreadCount();
        Thread thread1 = new Thread(threadCount);
        Thread thread2 = new Thread(threadCount);
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

同时执行概念

1-3 多线程如何解决线程安全问题/ 多线程如何实现同步呢

如何解决线程安全的问题
核心思想：上锁分布式锁

在同一个jvm中，多个线程需要竞争锁的资源，最终只能够有一个线程
能够获取到锁，多个线程同时抢同一把锁，谁（线程）能够获取到锁，
谁就可以执行到该代码，如果没有获取锁成功中间需要经历锁的升级过程
如果一致没有获取到锁则会一直阻塞等待。
如果线程A获取锁成功但是线程A一直不释放锁
线程B一直获取不到锁，则会一直阻塞等待。

代码从那一块需要上锁？-----可能会发生线程安全性问题的代码需要上锁。
Juc并发编程锁重入锁悲观锁乐观锁公平锁非公平锁

线程0 线程1 同时获取 this锁，假设线程0 获取到this ，意味着线程1没有获取到锁
则会阻塞等待。等我们线程0 执行完count-- 释放锁之后就会唤醒线程1从新进入
到获取锁的资源。

获取锁与释放锁全部都是有底层虚拟机实现好了。

对一块代码加锁缺点：
可能会影响到程序的执行效率。

如果是同一把锁在多线程的情况下最终只能够给一个线程使用。
如果有线程持有了该锁意味着其他的线程不能够在继续获取锁

核心思想：当多个线程共享同一个全局变量时，将可能会发生线程安全的代码
上锁，保证只有拿到锁的线程才可以执行，没有拿到锁的线程不可以执行，需要阻塞等待。

1.使用synchronized锁，JDK1.6开始锁的升级过程 juc 18-25
2.使用Lock锁，需要自己实现锁的升级过程。底层是基于aqs实现
3.使用Threadlocal，需要注意内存泄漏的问题。
4.原子类 CAS 非阻塞式

synchronized锁的基本用法

在多线程的情况下需要是同一个对象锁
Synchronized(对象锁)
{
需要保证线程安全的代码
}

1.修饰代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码快前要获得给定对象的锁。
2.修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁
3.修饰静态方法，作用于当前类对象（当前类.class）加锁，进入同步代码前要获得当前类对象的锁
修饰代码块
修饰代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码库前要获得给定对象的锁。
public class ThreadCount implements Runnable {
private static Integer count = 100;
private String lock = “lock”;

@Override
public void run() {
    while (count > 1) {
        cal();
    }
}

private void cal() {
    synchronized (this) {
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (Exception e) {

        }
        count--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + count);
    }

}


public static void main(String[] args) {
    ThreadCount threadCount = new ThreadCount();
    Thread thread1 = new Thread(threadCount);
    Thread thread2 = new Thread(threadCount);
    thread1.start();
    thread2.start();
}

}

修饰实例方法
修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁
在实例方法上默认加上synchronized 默认使用this锁。
public class ThreadCount implements Runnable {
private static Integer count = 100;
private String lock = “lock”;

@Override
public void run() {
    while (count > 1) {
        cal();
    }
}

private synchronized void cal() {
    try {
        Thread.sleep(10);
    } catch (Exception e) {

    }
    count--;
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + count);
}
public static void main(String[] args) {
    ThreadCount threadCount = new ThreadCount();
    Thread thread1 = new Thread(threadCount);
    Thread thread2 = new Thread(threadCount);
    thread1.start();
    thread2.start();
}

}

修饰静态方法
修饰静态方法，作用于当前类对象加锁，进入同步代码前要获得当前类对象的锁
默认使用当前类的类名.class 锁

public class ThreadCount implements Runnable {
private static Integer count = 100;
private static String lock = “lock”;

@Override
public void run() {
    while (count > 1) {
        cal();
    }
}

private static void cal() {
    synchronized (ThreadCount.class) {
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (Exception e) {

        }
        count--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + count);
    }

}


public static void main(String[] args) {
    ThreadCount threadCount1 = new ThreadCount();
    ThreadCount threadCount2 = new ThreadCount();
    Thread thread1 = new Thread(threadCount1);
    Thread thread2 = new Thread(threadCount2);
    thread1.start();
    thread2.start();
}

}

synchronized死锁问题
我们如果在使用synchronized 需要注意 synchronized锁嵌套的问题避免死锁的问题发生。
案例：
public class DeadlockThread implements Runnable {
private int count = 1;
private String lock = “lock”;

@Override
public void run() {
    while (true) {
        count++;
        if (count % 2 == 0) {
            // 线程1需要获取 lock 在获取 a方法this锁
            // 线程2需要获取this 锁在 获取B方法lock锁
            synchronized (lock) {
                a();
            }
        } else {
            synchronized (this) {
                b();
            }
        }
    }
}

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

public void b() {
    synchronized (lock) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",b方法...");
    }
}

public static void main(String[] args) {
    DeadlockThread deadlockThread = new DeadlockThread();
    Thread thread1 = new Thread(deadlockThread);
    Thread thread2 = new Thread(deadlockThread);
    thread1.start();
    thread2.start();
}

}

synchronized 死锁诊断工具
D:\path\jdk\jdk8\bin\jconsole.exe

线程1 先获取到自定义对象的lock锁,进入到a方法需要获取this锁
线程2 先获取this锁, 进入到b方法需要自定义对象的lock锁

线程1 线程2 是在同时执行
线程1 线程2
先获取到自定义对象的lock锁先获取this锁
需要线程2已经持有的this锁线程1已经持有自定义对象的lock锁

springmvc 接口中使用
需要注意：
Spring MVC Controller默认是单例的需要注意线程安全问题
单例的原因有二：
1、为了性能。
2、不需要多例。
@Scope(value = “prototype”) 设置为多例子。

@RestController
@Slf4j
//@Scope(value = “prototype”)
public class CountService {

private int count = 0;

@RequestMapping("/count")
public synchronized String count() {
    try {
        log.info(">count<" + count++);
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (Exception e) {

        }
    } catch (Exception e) {

    }
    return "count";
}

}

临界区
当多个线程读共享资源读的过程中，没有任何问题，
在多个线程对共享资源读写操作时发生指令交错，就会发生线程安全问题
在多线程中如果存在对共享资源读写操作，该代码称作为临界区。
public class Thread08 extends Thread {
int count = 0;

@Override
public void run() {
    // 该代码就是为临界区
    count++ ;
}

}

竞争条件
多个线程在临界区内执行，由于代码的执行序列不同（指令）而导致结果无法预测，称之为发生了竞态条件
解决办法：
synchronized，Lock、原子类

字节码角度分析线程安全问题
线程安全问题：
1.字节码
2.上下文切换
3.Jmm java内存模型
Java源代码 →编译成class文件

线程安全代码
public class Thread02 extends Thread {
private static int sum = 0;

@Override
public void run() {
    sum();
}

public void sum() {
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        sum++;
    }
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Thread02 t1 = new Thread02();
    Thread02 t2 = new Thread02();
    t1.start();
    t2.start();
    t1.join();
    t2.join();
    System.out.println(sum);
}

}

字节码文件分析
javap -p -v Thread01.class

sum++
Getstatic ### 获取静态变量值sum
iconst_1 ## 准备一个常量1
Iadd ### 自增
Putstatic ### 将修改后的值存入静态变量sum

Cpu上下文角度分析线程安全问题

分析：
共享变量值 sum=0
假设现在cpu执行到t1线程，t1线程执行到13行就切换到另外t2线程执行，
t2线程将静态变量sum=0改成=sum=1 有切换回来执行t1线程 t1线程使用之前获取
Sum=0 +1 赋值给共享变量sum ，则最终结果:sum=1.
但是现在sum++ 执行最终结果是算了一次。

多线程线程之间通讯
等待/通知机制
等待/通知的相关方法是任意Java对象都具备的，因为这些方法被定义在所有对象的超类java.lang.Object上，方法如下：
1.notify() ：通知一个在对象上等待的线程，使其从main()方法返回，而返回的前提是该线程获取到了对象的锁
2.notifyAll()：通知所有等待在该对象的线程
3.wait()：调用该方法的线程进入WAITING状态，只有等待其他线程的通知或者被中断，才会返回。需要注意调用wait()方法后，会释放对象的锁。

Exception in thread “Thread-0” java.lang.IllegalMonitorStateException
at java.lang.Object.wait(Native Method)
at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
at com.mayikt.thread.days02.Thread03.run(Thread03.java:16)
注意：wait,notify和notifyAll要与synchronized一起使用

wait/notify/notifyAll在Object类中
因为我们在使用synchronized锁对象锁可以是任意对象，所以wait/notify/notifyAll需要放在Object类中。
wait/notify/简单的用法
public class Thread03 extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
synchronized (this) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “>>当前线程阻塞，同时释放锁!<<”);
this.wait();
}
System.out.println(“>>run()<<”);
} catch (InterruptedException e) {

    }
}

public static void main(String[] args) {
    Thread03 thread = new Thread03();
    thread.start();
    try {
        Thread.sleep(3000);
    } catch (Exception e) {

    }
    synchronized (thread) {
        // 唤醒正在阻塞的线程
        thread.notify();
    }

}

}

多线程通讯实现生产者与消费者

public class Thread04 {
class Res {
/**
* 姓名
/
private String userName;
/*
* 性别
/
private char sex;
/*
* 标记
*/
private boolean flag = false;
}

class InputThread extends Thread {
    private Res res;

    public InputThread(Res res) {
        this.res = res;
    }

    @Override
    public void run() {
        int count = 0;
        while (true) {
            synchronized (res) {
                //flag = false  写入输入 flag = true 则不能写入数据 只能读取数据
                try {
                    // 如果flag = true 则不能写入数据 只能读取数据 同时释放锁!
                    if (res.flag) {
                        res.wait();
                    }
                } catch (Exception e) {

                }
                if (count == 0) {
                    this.res.userName = "余胜军";
                    this.res.sex = '男';
                } else {
                    this.res.userName = "小薇";
                    this.res.sex = '女';
                }
                res.flag = true;
                res.notify();
            }

            count = (count + 1) % 2;
        }
    }
}

class OutThread extends Thread {
    private Res res;

    public OutThread(Res res) {
        this.res = res;
    }


    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (res) {
                try {
                    if (!res.flag) {
                        res.wait();
                    }
                } catch (Exception e) {

                }
                System.out.println(res.userName + "," + res.sex);
                res.flag = false;
                res.notify();
            }
        }
    }
}


public static void main(String[] args) {
    new Thread04().print();
}

public void print() {
    Res res = new Res();
    InputThread inputThread = new InputThread(res);
    OutThread outThread = new OutThread(res);
    inputThread.start();
    outThread.start();
}

}

/**

flag 默认值==false
flag false 输入线程输入值输出线程先拿到锁释放锁
flag true 输出线程输出值
*/
public boolean flag = false;

Join/Wait与sleep之间的区别
sleep(long)方法在睡眠时不释放对象锁
join(long)方法先执行另外的一个线程，在等待的过程中释放对象锁底层是基于wait封装的，
Wait(long)方法在等待的过程中释放对象锁
三个线程 T1，T2，T3，怎么确保它们按顺序执行？
Thread t1 = new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,线程执行”), “t1”);
Thread t2 = new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,线程执行”), “t2”);
Thread t3 = new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,线程执行”), “t3”);
t1.start();
t2.start();
t3.start();

public class Thread05 {

public    static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Thread t1 = new Thread(() -> {
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (Exception e) {

        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",线程执行");
    }, "t1");
    Thread t2 = new Thread(() -> {
        try {
            t1.join();
        } catch (InterruptedException e) {

        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",线程执行");
    }, "t2");
    Thread t3 = new Thread(() -> {
        try {
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {

        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",线程执行");
    }, "t3");
    t1.start();
    t2.start();
    t3.start();
}

}

Join的底层原理如何实现
public class Thread06 {
private Object object = new Object();

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Thread06 thread06 = new Thread06();
    Thread thread = thread06.print();
    thread.start();
    try {
        Thread.sleep(3000);
        thread.interrupt();
    } catch (Exception e) {

    }

}

public Thread print() {
    Thread thread = new Thread(() -> {
        synchronized (object) {
            System.out.println("1");
            try {
                object.wait(0);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("2");
        }
    });
    return thread;
}

}

Join底层原理是基于wait封装的，唤醒的代码在jvm Hotspot 源码中当
jvm在关闭线程之前会检测线阻塞在t1线程对象上的线程，然后执行notfyAll(),这样t2就被唤醒了。
多线程知识高级部分
多线程七种执行的状态

初始化状态
就绪状态
运行状态
死亡状态
阻塞状态
超时等待
等待状态

start()：调用start()方法会使得该线程开始执行，正确启动线程的方式。
wait()：调用wait()方法，进入等待状态，释放资源，让出CPU。需要在同步快中调用。
sleep()：调用sleep()方法，进入超时等待，不释放资源，让出CPU
stop()：调用sleep()方法，线程停止，线程不安全，不释放锁导致死锁，过时。
join()：调用sleep()方法，线程是同步，它可以使得线程之间的并行执行变为串行执行。
yield()：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程，让出CPU资源可能立刻获得资源执行。
yield()的目的是让相同优先级的线程之间能适当的轮转执行
notify()：在锁池随机唤醒一个线程。需要在同步快中调用。
nnotifyAll()：唤醒锁池里所有的线程。需要在同步快中调用。

Sleep 主动释放cpu执行权休眠一段时间
运行状态→限时等待状态
限时等待状态→就绪状态→运行状态

Synchronized 没有获取到锁当前线程变为阻塞状态
如果有线程释放了锁，唤醒正在阻塞没有获取到锁的线程
从新进入到获取锁的状态

wait() 运行—等待状态

notify() 等待状态–阻塞状态（没有获取到锁的线程队列）
—就绪状态→运行状态

守护线程与用户线程
java中线程分为两种类型：用户线程和守护线程。通过Thread.setDaemon(false)设置为用户线程；通过Thread.setDaemon(true)设置为守护线程。如果不设置次属性，默认为用户线程。

1.守护线程是依赖于用户线程，用户线程退出了，守护线程也就会退出，典型的守护线程如垃圾回收线程。
2.用户线程是独立存在的，不会因为其他用户线程退出而退出。

public class Thread01 {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(() -> {
while (true) {
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,我是子线程”);
} catch (Exception e) {

            }
        }
    });
    /**
     * 1.setDaemon 设置为true 守护线程是依赖于用户线程，用户线程退出了，守护线程也就会退出，典型的守护线程如垃圾回收线程。
     * 2.setDaemon 设置为false 用户线程是独立存在的，不会因为其他用户线程退出而退出。
     */
    thread.setDaemon(true);
    thread.start();
    System.out.println("我是主线程，代码执行结束");
}

}

多线程yield

主动释放cpu执行权
1.多线程yield 会让线程从运行状态进入到就绪状态，让后调度执行其他线程。
2.具体的实现依赖于底层操作系统的任务调度器

public Thread02(String name) {
super(name);
}

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 50; i++) {
if (i == 30) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,释放cpu执行权”);
this.yield();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,” + i);
}

}

public static void main(String[] args) {
new Thread02(“mayikt01”).start();
new Thread02(“mayikt02”).start();
}

多线程优先级
1.在java语言中，每个线程都有一个优先级，当线程调控器有机会选择新的线程时，线程的优先级越高越有可能先被选择执行，线程的优先级可以设置1-10，数字越大代表优先级越高
注意：Oracle为Linux提供的java虚拟机中，线程的优先级将被忽略，即所有线程具有相同的优先级。
所以，不要过度依赖优先级。
2.线程的优先级用数字来表示，默认范围是1到10，即Thread.MIN_PRIORITY到Thread.MAX_PRIORTY.一个线程的默认优先级是5，即Thread.NORM_PRIORTY
3.如果cpu非常繁忙时，优先级越高的线程获得更多的时间片，但是cpu空闲时，设置优先级几乎没有任何作用。

public class Thread03 {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(() -> {
int count = 0;
for (; ; ) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,” + count++);
}
}, “t1线程:”);
Thread t2 = new Thread(() -> {
int count = 0;
for (; ; ) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “,” + count++);
}
}, “t2线程:”);
t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t1.start();
t2.start();
}
}

sleep防止CPU占用100%
sleep(long millis) 线程睡眠 millis 毫秒
sleep(long millis, int nanos) 线程睡眠 millis 毫秒 + nanos 纳秒
使用sleep方法避免cpu空转防止cpu占用100%
public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> {
while (true) {
try {
Thread.sleep(30);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
}

如何安全的停止一个线程
调用stop方法
Stop:中止线程，并且清除监控器锁的信息，但是可能导致线程安全问题，JDK不建议用。 Destroy: JDK未实现该方法。
Interrupt（线程中止）
Interrupt 打断正在运行或者正在阻塞的线程。
1.如果目标线程在调用Object class的wait()、wait(long)或wait(long, int)方法、join()、join(long, int)或sleep(long, int)方法时被阻塞，那么Interrupt会生效，该线程的中断状态将被清除，抛出InterruptedException异常。
2.如果目标线程是被I/O或者NIO中的Channel所阻塞，同样，I/O操作会被中断或者返回特殊异常值。达到终止线程的目的。
如果以上条件都不满足，则会设置此线程的中断状态。
打断正在阻塞的线程
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}, “t1”);
t1.start();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {

}
System.out.println("打断子线程");
//调用interrupt 打断正在阻塞的线程
t1.interrupt();
System.out.println("获取打断标记：" + t1.isInterrupted());

}

打断正在运行的线程
public class Thread06 extends Thread {
@Override
public void run() {
while (true) {
// 如果终止了线程,则停止当前线程
if (this.isInterrupted()) {
break;
}
}
}

public static void main(String[] args) {
    Thread06 thread06 = new Thread06();
    thread06.start();
    try {
        Thread.sleep(1000);
    } catch (Exception e) {
    }
    thread06.interrupt();

}

}

正确的线程中止-标志位
在上方代码逻辑中，增加一个判断，用来控制线程执行的中止。
public class Thread07 extends Thread {
private volatile boolean isFlag = true;

@Override
public void run() {
    while (isFlag) {

    }
}

public static void main(String[] args) {
    Thread07 thread07 = new Thread07();
    thread07.start();

// thread07.isFlag = false;

}

Lock锁的基本使用
在jdk1.5后新增的ReentrantLock类同样可达到此效果，且在使用上比synchronized更加灵活
相关API：
使用ReentrantLock实现同步
lock()方法:上锁
unlock()方法：释放锁
使用Condition实现等待/通知类似于 wait()和notify()及notifyAll()
Lock锁底层基于AQS实现，需要自己封装实现自旋锁。

Synchronized —属于JDK 关键字底层属于 C++虚拟机底层实现
Lock锁底层基于AQS实现-- 变为重量级
Synchronized 底层原理—锁的升级过程
Lock 过程中注意获取锁释放锁

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

/**

@author 余胜军
@ClassName Thread09
@qq 644064779
@addres www.mayikt.com
微信:yushengjun644
*/
public class Thread09 implements Runnable {
private int count = 100;
private Lock lock = new ReentrantLock();

@Override
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(30);
} catch (Exception e) {
```
     }
     try {
         // 获取锁
         lock.lock();
         if (count > 1) {
             count--;
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + count);

         }
     } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
     } finally {
         // 释放锁
         lock.unlock();
     }
 }
```
}

public static void main(String[] args) {
Thread09 thread09 = new Thread09();
Thread t1 = new Thread(thread09);
Thread t2 = new Thread(thread09);
t1.start();
t2.start();
}
}

Condition用法
public class Thread10 {
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private Condition condition = lock.newCondition();

public static void main(String[] args) {
    Thread10 thread10 = new Thread10();
    try {
        thread10.print();
        Thread.sleep(3000);
        thread10.signal();
    } catch (Exception e) {

    }
}

public void print() {
    new Thread(() -> {
        try {
            // 释放锁 同时当前线程阻塞
            lock.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",1");
            condition.await();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",2");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }).start();
}

public void signal() {
    try {
        lock.lock();
        condition.signal();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

}

多线程综合小案例
手写Callable与FutureTask模式

可以基于Callable+FutureTask可以实现异步线程执行带返回结果。
LockSupport实现方式

定义Callable+FutureTask

public interface MayiktCallable {
V call();
}
public class MayiktFutureTask implements Runnable {
private MayiktCallable mayiktCallable;
private Thread cuThread;
private V result;

public MayiktFutureTask(MayiktCallable mayiktCallable) {
    this.mayiktCallable = mayiktCallable;
}

@Override
public void run() {
    // 获取到mayiktCallable 执行返回结果
    result = mayiktCallable.call();
    // 如果 call方法执行完毕 则唤醒当前阻塞的线程
    if (cuThread != null)
        LockSupport.unpark(cuThread);
}

/**
 * 调用get方法 当前线程就会阻塞。
 */
public V get() {
    cuThread = Thread.currentThread();
    // 阻塞当前线程
    LockSupport.park();
    return result;
}

}

MayiktCallable mayiktCallable = new MayiktCallableImpl();
MayiktFutureTask futureTask = new MayiktFutureTask(mayiktCallable);
new Thread(futureTask).start();
Integer result = futureTask.get();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + result);

wait()与notify
public class MayiktFutureTask implements Runnable {
private MayiktCallable mayiktCallable;
private Thread cuThread;
private V result;
private Object lock = new Object();

public MayiktFutureTask(MayiktCallable mayiktCallable) {
    this.mayiktCallable = mayiktCallable;
}

@Override
public void run() {
    // 获取到mayiktCallable 执行返回结果
    result = mayiktCallable.call();
    // 如果 call方法执行完毕 则唤醒当前阻塞的线程
    if (cuThread != null)
        synchronized (lock) {
            lock.notify();
        }
}

/**
 * 调用get方法 当前线程就会阻塞。
 */
public V get() {
    cuThread = Thread.currentThread();
    synchronized (lock) {
        try {
            // 当前线程释放锁 变为阻塞状态
            lock.wait();
        } catch (Exception e) {
        }
    }
    return result;
}

}