day17-2021-12-22
作者：互联网
湖南
进程 线程 多线程
1.进程
1.1进程的概念
进程就是正在运行的程序,它会占用对应的内存区域，由CPU进行执行与计算。
1.2进程的特点
- 独立性:进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己独立的资源,每个进程都拥有自己私有的地址空间,在没有经过进程本身允许的情况下,一个用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间
- 动态性:进程与程序的区别在于,程序只是一个静态的指令集合,而进程是一个正在系统中活动的指令集合,程序加入了时间的概念以后,称为进程,具有自己的生命周期和各种不同的状态,这些概念都是程序所不具备的.
- 并发性:多个进程可以在单个处理器CPU上并发执行,多个进程之间不会互相影响.
2.线程
2.1线程的概念
线程是操作系统OS能够进行运算调度的最小单位,它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位.
一个进程可以开启多个线程,其中有一个主线程来调用本进程中的其他线程。
我们看到的进程的切换，切换的也是不同进程的主线程
多线程可以让同一个进程同时并发处理多个任务，相当于扩展了进程的功能。
2.2进程与线程的关系
一个操作系统中可以有多个进程,一个进程中可以包含一个线程(单线程程序),也可以包含多个线程(多线程程序)
每个线程在共享同一个进程中的内存的同时,又有自己独立的内存空间.
所以想使用线程技术,得先有进程,进程的创建是OS操作系统来创建的,一般都是C或者C++完成
3.多线程的特性
3.1随机性
我们宏观上觉得多个进程是同时运行的,但实际的微观层面上，一个CPU【单核】只能执行一个进程中的一个线程。
那为什么看起来像是多个进程同时执行呢？
是因为CPU以纳秒级别甚至是更快的速度高效切换着，超过了人的反应速度，这使得各个进程从看起来是同时进行的,也就是说,宏观层面上,所有的进程看似并行【同时运行】,但是微观层面上是串行的【同一时刻,一个CPU只能处理一件事】
串行与并行
串行是指同一时刻一个CPU只能处理一件事,类似于单车道
并行是指同一时刻多个CPU可以处理多件事,类似于多车道
3.2CPU分时调度
时间片,即CPU分配给各个线程的一个时间段,称作它的时间片,即该线程被允许运行的时间,如果在时间片用完时线程还在执行,那CPU将被剥夺并分配给另一个线程,将当前线程挂起,如果线程在时间片用完之前阻塞或结束,则CPU当即进行切换,从而避免CPU资源浪费,当再次切换到之前挂起的线程,恢复现场,继续执行。
注意:我们无法控制OS选择执行哪些线程,OS底层有自己规则,如:
- FCFS(First Come First Service 先来先服务算法)
- SJS(Short Job Service短服务算法)
3.3线程的状态
由于线程状态比较复杂,我们由易到难,先学习线程的三种基础状态及其转换,简称”三态模型” :
- 就绪(可运行)状态：线程已经准备好运行，只要获得CPU，就可立即执行
- 执行(运行)状态：线程已经获得CPU，其程序正在运行的状态
- 阻塞状态：正在运行的线程由于某些事件（I/O请求等）暂时无法执行的状态，即线程执行阻塞
就绪 → 执行:为就绪线程分配CPU即可变为执行状态"
执行 → 就绪:正在执行的线程由于时间片用完被剥夺CPU暂停执行,就变为就绪状态
执行 → 阻塞:由于发生某事件,使正在执行的线程受阻,无法执行,则由执行变为阻塞
(例如线程正在访问临界资源,而资源正在被其他线程访问)
反之,如果获得了之前需要的资源,则由阻塞变为就绪状态,等待分配CPU再次执行
我们可以再添加两种状态:
- 创建状态:线程的创建比较复杂,需要先申请PCB,然后为该线程运行分配必须的资源,并将该线程转为就绪状态插入到就绪队列中
- 终止状态:等待OS进行善后处理,最后将PCB清零,并将PCB返回给系统
PCB(Process Control Block):为了保证参与并发执行的每个线程都能独立运行,OS配置了特有的数据结构PCB来描述线程的基本情况和活动过程,进而控制和管理线程
3.4线程状态与代码对照
线程生命周期,主要有五种状态:
- 新建状态(New) : 当线程对象创建后就进入了新建状态.如:Thread t = new MyThread();
- 就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法,线程即为进入就绪状态.
处于就绪(可运行)状态的线程,只是说明线程已经做好准备,随时等待CPU调度执行,并不是执行了t.start()此线程立即就会执行 - 运行状态(Running):当CPU调度了处于就绪状态的线程时,此线程才是真正的执行,即进入到运行状态
就绪状态是进入运行状态的唯一入口,也就是线程想要进入运行状态状态执行,先得处于就绪状态 - 阻塞状态(Blocked):处于运状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入就绪状态才有机会被CPU选中再次执行.
根据阻塞状态产生的原因不同,阻塞状态又可以细分成三种:
等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,本线程进入到等待阻塞状态
同步阻塞:线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其他线程占用),它会进入同步阻塞状态
其他阻塞:调用线程的sleep()或者join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态.当sleep()状态超时.join()等待线程终止或者超时或者I/O处理完毕时线程重新转入就绪状态 - 死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期
4.多线程代码创建方式1:继承Thread
4.1概述
Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例,代表一个线程的实例
启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法
start()方法是一native方法,它将通知底层操作系统,.最终由操作系统启动一个新线程,操作系统将执行run()
这种方式实现的多线程很简单,通过自己的类直接extends Thread,并重写run()方法,就可以自动启动新线程并执行自己定义的run()方法
模拟开启多个线程,每个线程调用run()方法.
4.2常用方法
构造方法
Thread() 分配新的Thread对象
Thread(String name) 分配新的Thread对象
Thread(Runnable target) 分配新的Thread对象
Thread(Runnable target,String name) 分配新的Thread对象
普通方法
static Thread currentThread( )
返回对当前正在执行的线程对象的引用
long getId()
返回该线程的标识
String getName()
返回该线程的名称
void run()
如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的，则调用该 Runnable 对象的 run 方法
static void sleep(long millions)
在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行)
void start()
使该线程开始执行:Java虚拟机调用该线程的run()
4.3测试多线程的创建方式1
创建包:cn.tedu.thread
创建类:TestThread1.java
package cn.tedu.thread;
/本类用于多线程编程实现方案一：继承Thread类来完成/
public class TestThread1 {
public static void main(String[] args) {
//4.创建线程对象进行测试
/4.new对应的是线程的新建状态
* 5.要想模拟多线程，至少得启动2个线程，如果只启动1个，是单线程程序/
MyThread t1 = new MyThread();
MyThread t2 = new MyThread();
MyThread t3 = new MyThread();
MyThread t4 = new MyThread();
/6.这个run()如果直接这样调用，是没有多线程抢占执行的效果的
* 只是把这两句话看作普通方法的调用，谁先写，就先执行谁/
//t1.run();
//t2.run();
/7.start()对应的状态就是就绪状态，会把刚刚新建好的线程加入到就绪队列之中
* 至于什么时候执行，就是多线程执行的效果，需要等待OS选中分配CPU
* 8.执行的时候start()底层会自动调用我们重写的run()种的业务
* 9.线程的执行具有随机性，也就是说t1-t4具体怎么执行
* 取决于CPU的调度时间片的分配，我们是决定不了的/
t1.start();//以多线程的方式启动线程1，将当前线程变为就绪状态
t2.start();//以多线程的方式启动线程2，将当前线程变为就绪状态
t3.start();//以多线程的方式启动线程3，将当前线程变为就绪状态
t4.start();//以多线程的方式启动线程4，将当前线程变为就绪状态
}
}
//1.自定义一个多线程类，然后让这个类继承Thread
class MyThread extends Thread{
/1.多线程编程实现的方案1：通过继承Thread类并重写run()来完成的 /
//2.重写run(),run()里是我们自己的业务
@Override
public void run() {
/2.super.run()表示的是调用父类的业务，我们现在要用自己的业务，所以注释掉/
//super.run();
//3.完成业务：打印10次当前正在执行的线程的名称
for (int i = 0; i < 10; i++) {
/3.getName()表示可以获取当前正在执行的线程名称
* 由于本类继承了Thread类，所以可以直接使用这个方法/
System.out.println(i+"="+getName());
}
}
}
5.多线程代码创建方式2:实现Runnable接口
5.1概述
如果自己的类已经extends另一个类,就无法多继承,此时,可以实现一个Runnable接口
5.2常用方法
void run()使用实现接口Runnable的对象创建线程时,启动该线程将导致在独立执行的线程中调用对象的run()方法
5.3练习2:测试多线程的创建方式2
创建包:cn.tedu.thread
创建类:Thread2.java
package cn.tedu.thread;
/*本类用于多线程编程实现方案二：实现Runnable接口来完成*/
public class TestThread2 {
public static void main(String[] args) {
//5.创建自定义类的对象--目标业务类对象
MyRunnable target = new MyRunnable();
//6.如何启动线程？自己没有，需要与Thread建立关系
Thread t1 = new Thread(target);
Thread t2 = new Thread(target);
Thread t3 = new Thread(target);
Thread t4 = new Thread(target);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
//1.自定义多线程类
class MyRunnable implements Runnable{
//2.添加父接口中的抽象方法run(),里面是自己的业务
@Override
public void run() {
//3.写业务，打印10次当前正在执行的线程名称
for (int i = 0; i < 10; i++) {
/*问题：自定义类与父接口Runnable中都没有获取名字的方法
* 所以还需要从Thread中找：
* currentThread():静态方法，获取当前正在执行的线程对象
* getName():获取当前线程的名称*/
System.out.println(i+"="+Thread.currentThread().getName());
}
}
}
5.4两种实现方式的比较
-
继承Thread类
优点: 编写简单,如果需要访问当前线程,无需使用Thread.currentThread()方法,直接使用this即可获得当前线程
缺点: 自定义的线程类已继承了Thread类,所以后续无法再继承其他的类 -
实现Runnable接口
优点: 自定义的线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口,后续还可以继承其他类,在这种方式下,多个线程可以共享同一个target对象,所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况,从而可以将CPU、代码、还有数据分开(解耦),形成清晰的模型,较好地体现了面向对象的思想
缺点: 编程稍微复杂,如想访问当前线程,则需使用Thread.currentThread()方法
6.售票案例
需求:设计4个售票窗口，总计售票100张。用多线程的程序设计并写出代码
6.1方案1:继承Thread
创建包:cn.tedu.tickets
创建类:TestThread.java
package cn.tedu.tickets;
/*需求：设计多线程编程模型，4个窗口共计售票100张
* 本方案使用多线程编程方案1，继承Thread类的方式来完成*/
public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
//5.创建多个线程对象
TicketThread t1 = new TicketThread();
TicketThread t2 = new TicketThread();
TicketThread t3 = new TicketThread();
TicketThread t4 = new TicketThread();
//6.以多线程的方式启动
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
//1.自定义多线程售票类，继承Thread
class TicketThread extends Thread{
//3.定义变量，保存要售卖的票数
/*问题：4个线程对象共计售票400张，原因是创建了4次对象，各自操作各自的成员变量
* 解决：让所有对象共享同一个数据，票数需要设置为静态*/
static int tickets = 100;
//2.重写父类的run(),里面是我们的业务
@Override
public void run() {
//4.1循环卖票
while(true){
try {
//7.让每个线程经历休眠，增加线程状态切换的频率与出错的概率
//问题1：产生了重卖的现象：同一张票卖了多个人
//问题2：产生了超卖的现象：超出了规定的票数100，出现了0 -1 -2这样的票
Thread.sleep(10);//让当前线程休眠10ms
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//4.2打印当前正在卖票的线程名称，并且票数-1
System.out.println(getName()+"="+tickets--);
//4.3做判断，如果没有票了，就退出死循环
if(tickets <= 0) break;//注意，死循环一定要设置出口
}
}
}
6.2方案2:实现Runnable
创建包:cn.tedu.tickets
创建类:TestRunnable.java
package cn.tedu.tickets;
/*需求：设计多线程编程模型，4个窗口共计售票100张
* 本方案使用多线程编程方案1，继承Thread类的方式来完成*/
public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
//5.创建多个线程对象
TicketThread t1 = new TicketThread();
TicketThread t2 = new TicketThread();
TicketThread t3 = new TicketThread();
TicketThread t4 = new TicketThread();
//6.以多线程的方式启动
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
//1.自定义多线程售票类，继承Thread
class TicketThread extends Thread{
//3.定义变量，保存要售卖的票数
/*问题：4个线程对象共计售票400张，原因是创建了4次对象，各自操作各自的成员变量
* 解决：让所有对象共享同一个数据，票数需要设置为静态*/
static int tickets = 100;
//2.重写父类的run(),里面是我们的业务
@Override
public void run() {
//4.1循环卖票
while(true){
try {
//7.让每个线程经历休眠，增加线程状态切换的频率与出错的概率
//问题1：产生了重卖的现象：同一张票卖了多个人
//问题2：产生了超卖的现象：超出了规定的票数100，出现了0 -1 -2这样的票
Thread.sleep(10);//让当前线程休眠10ms
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//4.2打印当前正在卖票的线程名称，并且票数-1
System.out.println(getName()+"="+tickets--);
//4.3做判断，如果没有票了，就退出死循环
if(tickets <= 0) break;//注意，死循环一定要设置出口
}
}
}
6.3问题
- 每次创建线程对象，都会生成一个tickets变量值是100，创建4次对象就生成了400张票了。不符合需求，怎么解决呢？能不能把tickets变量在每个对象间共享，就保证多少个对象都是卖这100张票。
解决方案: 用静态修饰 - 产生超卖,0张、-1张、-2张
- 产生重卖，同一张票卖给多人。
- 多线程安全问题是如何出现的？常见情况是由于线程的随机性+访问延迟。
- 以后如何判断程序有没有线程安全问题？
在多线程程序中 + 有共享数据 + 多条语句操作共享数据
同步锁 线程安全问题解决方案
1.同步锁
1.1前言
经过前面多线程编程的学习,我们遇到了线程安全的相关问题,比如多线程售票情景下的超卖/重卖现象.
上节笔记点这里-进程与线程笔记
我们如何判断程序有没有可能出现线程安全问题,主要有以下三个条件:
在多线程程序中 + 有共享数据 + 多条语句操作共享数据
多线程的场景和共享数据的条件是改变不了的(就像4个窗口一起卖100张票,这个是业务)
所以思路可以从第3点"多条语句操作共享数据"入手,既然是在这多条语句操作数据过程中出现了问题
那我们可以把有可能出现问题的代码都包裹起来，一次只让一个线程来执行
1.2同步与异步
那怎么"把有可能出现问题的代码都包裹起来"呢?我们可以使用synchronized关键字来实现同步效果
也就是说,当多个对象操作共享数据时,可以使用同步锁解决线程安全问题,被锁住的代码就是同步的
接下来介绍下同步与异步的概念:
同步：体现了排队的效果，同一时刻只能有一个线程独占资源，其他没有权利的线程排队。
坏处就是效率会降低，不过保证了安全。
异步：体现了多线程抢占资源的效果，线程间互相不等待，互相抢占资源。
坏处就是有安全隐患,效率要高一些。
1.3synchronized同步关键字
1.31写法
synchronized (锁对象){undefined
需要同步的代码(也就是可能出现问题的操作共享数据的多条语句);
}
1.32前提
同步效果的使用有两个前提:
- 前提1：同步需要两个或者两个以上的线程(单线程无需考虑多线程安全问题)
- 前提2：多个线程间必须使用同一个锁(我上锁后其他人也能看到这个锁,不然我的锁锁不住其他人,就没有了上锁的效果)
1.3.3特点
-
synchronized同步关键字可以用来修饰代码块,称为同步代码块,使用的锁对象类型任意，但注意：必须唯一！
-
synchronized同步关键字可以用来修饰方法,称为同步方法
-
同步的缺点是会降低程序的执行效率，但我们为了保证线程的安全,有些性能是必须要牺牲的
-
但是为了性能,加锁的范围需要控制好,比如我们不需要给整个商场加锁,试衣间加锁就可以了
为什么同步代码块的锁对象可以是任意的同一个对象,但是同步方法使用的是this呢?
因为同步代码块可以保证同一个时刻只有一个线程进入
但同步方法不可以保证同一时刻只能有一个线程调用,所以使用本类代指对象this来确保同步
1.4.1练习-改造售票案例
创建包:cn.tedu.tickets
创建类:TestRunnableV2.java
package cn.tedu.tickets;
/*本类用于改造多线程售票案例，解决数据安全问题*/
public class TestRunnableV2 {
public static void main(String[] args) {
//5.创建目标业务类对象
TicketR2 target = new TicketR2();
//6.创建线程对象
Thread t1 = new Thread(target);
Thread t2 = new Thread(target);
Thread t3 = new Thread(target);
Thread t4 = new Thread(target);
//7.以多线程的方式运行
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
/*1.多线程中出现数据安全问题的原因：多线程程序+共享数据+多条语句操作共享数据*/
/*2.同步锁：相当于给容易出现问题的代码加了一把锁，包裹了所有可能会出现数据安全问题的代码
* 加锁之后，就有了同步(排队)的效果，但是加锁的话，需要考虑：
* 锁的范围：不能太大，太大，干啥都得排队，也不能太小，太小，锁不住，还是会有安全隐患*/
//1.创建自定义多线程类
class TicketR2 implements Runnable {
//3.定义成员变量，保存票数
int tickets = 100;
//创建锁对象
Object o = new Object();
//2.实现接口中未实现的方法，run()中放着的是我们的业务
@Override
public void run() {
//4.通过循环结构完成业务
while (true) {
/*3.同步代码块：synchronized(锁对象){会出现安全隐患的所有代码}
* 同步代码块在同一时刻，同一资源只会被一个线程独享*/
/*这种写法不对，相当于每个线程进来的时候都会new一个锁对象，线程间使用的并不是同一把锁*/
//synchronized (new Object()){
//修改同步代码块的锁对象为成员变量o,因为锁对象必须唯一
synchronized (o) {//同步代码块解决的是重卖的问题
//如果票数>0就卖票
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//4.1打印当前正在售票的线程名以及票数-1
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=" + tickets--);
}
//4.2退出死循环--没票的时候就结束
if (tickets <= 0) break;
}
}
}
}
1.4.2练习-改造售票案例
创建包:cn.tedu.tickets
创建类:TestThreadV2.java
package cn.tedu.tickets;
/*本类用于改造多线程售票案例，解决数据安全问题*/
public class TestThreadV2 {
public static void main(String[] args) {
//5.创建多个线程对象并以多线程的方式运行
TickectT2 t1 = new TickectT2();
TickectT2 t2 = new TickectT2();
TickectT2 t3 = new TickectT2();
TickectT2 t4 = new TickectT2();
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
//1.自定义多线程类
class TickectT2 extends Thread {
//3.新增成员变量用来保存票数
static int tickets = 100;
//static Object o = new Object();
//2.添加重写的run()来完成业务
@Override
public void run() {
//3.创建循环结构用来卖票
while (true) {
//Ctrl+Alt+L调整代码缩进
//7.添加同步代码块，解决数据安全问题
//synchronized (new Object()) {
/*static的Object的对象o这种写法也可以*/
//synchronized (o) {
/*我们每通过class关键字创建一个类，就会在工作空间中生成一个唯一对应的类名.class字节码文件
* 这个类名.class对应的对象我们称之为这个类的字节码对象
* 字节码对象极其重要，是反射技术的基石，字节码对象中包含了当前类所有的关键信息
* 所以，用这样一个唯一且明确的对象作为同步代码块的锁对象，再合适不过了*/
synchronized (TickectT2.class) {/*比较标准的写法*/
if(tickets > 0){
//6.添加线程休眠，暴露问题
try {
Thread.sleep(10);//让线程休眠，增加线程状态切换的频率
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//4.1打印当前正在售票的线程名与票数-1
System.out.println(getName() + "=" + tickets--);
}
//4.2给程序设置一个出口，没有票的时候就停止卖票
if (tickets <= 0) break;
}
}
}
}
注意:如果是继承的方式的话,锁对象最好用"类名.class",否则创建自定义线程类多个对象时,无法保证锁的唯一
1.5之前遇到过的同步例子
StringBuffer JDK1.0
加了synchronized ,性能相对较低(要排队,同步),安全性高
StringBuilder JDK1.5
去掉了synchronized,性能更高(不排队,异步),存在安全隐患
快速查找某个类的快捷键:Ctrl+Shift+T
2.线程创建的其他方式
2.1ExecutorService/Executors
ExecutorService:用来存储线程的池子,把新建线程/启动线程/关闭线程的任务都交给池来管理
- execute(Runnable任务对象) 把任务丢到线程池
Executors 辅助创建线程池的工具类
- newFixedThreadPool(int nThreads) 最多n个线程的线程池
- newCachedThreadPool() 足够多的线程,使任务不必等待
- newSingleThreadExecutor() 只有一个线程的线程池
2.2练习:线程的其他创建方式
创建包:cn.tedu.tickets
创建类:TestThreadPool.java
package cn.tedu.tickets;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/*本类用于测试线程池*/
public class TestThreadPool {
public static void main(String[] args) {
//5.创建接口实现类TicketR3类的对象作为目标业务对象
TicketR3 target = new TicketR3();
/*Executors是用来辅助创建线程池的工具类对象
* 常用方法是newFixedThreadPool(int)这个方法可以创建指定数目的线程池对象
* 创建出来的线程池对象是ExecutorService:用来存储线程的池子，负责：新建/启动/关闭线程*/
//6.使用Executors工具创建一个最多有5个线程的线程池对象ExecutorService池对象
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
/*execute()让线程池中的线程来执行业务，每次调用都会将一个线程加入到就绪队列*/
pool.execute(target);/*本方法的参数就是你要执行的业务，也就是目标业务类对象*/
}
}
}
//同步锁问题解决方案笔记：1.4.1从26行复制到58行，TicketR2改成TicketR3
//1.创建自定义多线程类
class TicketR3 implements Runnable {
//3.定义成员变量，保存票数
int tickets = 100;
//创建锁对象
Object o = new Object();
//2.实现接口中未实现的方法，run()中放着的是我们的业务
@Override
public void run() {
//4.通过循环结构完成业务
while (true) {
/*3.同步代码块：synchronized(锁对象){会出现安全隐患的所有代码}
* 同步代码块在同一时刻，同一资源只会被一个线程独享*/
/*这种写法不对，相当于每个线程进来的时候都会new一个锁对象，线程间使用的并不是同一把锁*/
//synchronized (new Object()){
//修改同步代码块的锁对象为成员变量o,因为锁对象必须唯一
synchronized (o) {//同步代码块解决的是重卖的问题
//如果票数>0就卖票
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//4.1打印当前正在售票的线程名以及票数-1
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=" + tickets--);
}
//4.2退出死循环--没票的时候就结束
if (tickets <= 0) break;
}
}
}
}
3.拓展:线程锁
3.1悲观锁和乐观锁
悲观锁：像它的名字一样，对于并发间操作产生的线程安全问题持悲观状态.
悲观锁认为竞争总是会发生，因此每次对某资源进行操作时，都会持有一个独占的锁,就像synchronized,不管三七二十一，直接上了锁就操作资源了。
乐观锁：还是像它的名字一样，对于并发间操作产生的线程安全问题持乐观状态.
乐观锁认为竞争不总是会发生，因此它不需要持有锁，将”比较-替换”这两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量，如果失败则表示发生冲突，那么就应该有相应的重试逻辑。
3.2两种常见的锁
synchronized 互斥锁（悲观锁，有罪假设）
采用synchronized修饰符实现的同步机制叫做互斥锁机制，它所获得的锁叫做互斥锁。
每个对象都有一个monitor(锁标记)，当线程拥有这个锁标记时才能访问这个资源，没有锁标记便进入锁池。任何一个对象系统都会为其创建一个互斥锁，这个锁是为了分配给线程的，防止打断原子操作。每个对象的锁只能分配给一个线程，因此叫做互斥锁。
ReentrantLock 排他锁（悲观锁，有罪假设）
ReentrantLock是排他锁，排他锁在同一时刻仅有一个线程可以进行访问，实际上独占锁是一种相对比较保守的锁策略，在这种情况下任何“读/读”、“读/写”、“写/写”操作都不能同时发生，这在一定程度上降低了吞吐量。然而读操作之间不存在数据竞争问题，如果”读/读”操作能够以共享锁的方式进行，那会进一步提升性能。
ReentrantReadWriteLock 读写锁（乐观锁，无罪假设）
因此引入了ReentrantReadWriteLock，顾名思义，ReentrantReadWriteLock是Reentrant（可重入）Read（读）Write（写）Lock（锁），我们下面称它为读写锁。
读写锁内部又分为读锁和写锁，读锁可以在没有写锁的时候被多个线程同时持有，写锁是独占的。
读锁和写锁分离从而提升程序性能，读写锁主要应用于读多写少的场景。
3.3尝试用读写锁改造售票案例
package cn.tedu.thread;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
/**
* 本类用于改造售票案例,使用可重入读写锁
* ReentrantReadWriteLock
* */
public class TestSaleTicketsV3 {
public static void main(String[] args) {
SaleTicketsV3 target = new SaleTicketsV3();
Thread t1 = new Thread(target);
Thread t2 = new Thread(target);
Thread t3 = new Thread(target);
Thread t4 = new Thread(target);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
class SaleTicketsV3 implements Runnable{
static int tickets = 100;
//1.定义可重入读写锁对象,静态保证全局唯一
static ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(true);
@Override
public void run() {
while(true) {
//2.在操作共享资源前上锁
lock.writeLock().lock();
try {
if(tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=" + tickets--);
}
if(tickets <= 0) break;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
//3.finally{}中释放锁,注意一定要手动释放,防止死锁,否则就独占报错了
lock.writeLock().unlock();
}
}
}
}
3.4两种方式的区别
需要注意的是，用sychronized修饰的方法或者语句块在代码执行完之后锁会自动释放，而是用Lock需要我们手动释放锁，所以为了保证锁最终被释放(发生异常情况)，要把互斥区放在try内，释放锁放在finally内！
与互斥锁相比，读-写锁允许对共享数据进行更高级别的并发访问。虽然一次只有一个线程（writer 线程）可以修改共享数据，但在许多情况下，任何数量的线程可以同时读取共享数据（reader 线程）从理论上讲，与互斥锁定相比，使用读-写锁允许的并发性增强将带来更大的性能提高。
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