java中執行緒安全，執行緒死鎖，執行緒通訊快速入門
一：多執行緒安全問題
###1 引入
/*
* 多執行緒併發訪問同一個資料資源
* 3個執行緒,對一個票資源,出售
*/
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
//建立Runnable介面實現類物件
Tickets t = new Tickets();
//建立3個Thread類物件,傳遞Runnable介面實現類
Thread t0 = new Thread(t);
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
t0.start();
t1.start();
t2.start();
}
}
/*
* 通過執行緒休眠,出現安全問題
*/
public class Tickets implements Runnable{
//定義出售的票源
private int ticket = 100;
private Object obj = new Object();
public void run(){
while(true){
//對票數判斷,大於0,可以出售,變數--操作
if( ticket > 0){
try{
Thread.sleep(50); //加了休眠讓其他執行緒有執行機會
}catch(Exception ex){}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 出售第 "+ticket--);
}
}
}
}
執行結果出現了這麼一種情況：
可見票數為0和-1時都進行了售賣，由此可見多執行緒操作共享資料存在安全隱患
具體的講:該處有三個執行緒t0,t1,t2同時對tickets進行操作，程式一執行，3個執行緒搶佔CPU資源，執行執行過if(tickets>0)接著執行休眠操作，在這短短50ms的夠CPU幹很多事了，繼續賣票。到最後休眠時間結束，執行緒無需在進行判斷tickets是否大於0，便接著往下執行，就導致了安全問題
###2：解決辦法
###2.1java中提供了同步機制，能夠解決執行緒的安全性問題。
//同步程式碼塊， 同步程式碼塊的鎖物件可以是任意的物件
synchronized (鎖物件){
可能產生執行緒安全問題的程式碼
}
//同步方法， 同步方法中的鎖物件是 this
public synchronized void method()
可能產生執行緒安全問題的程式碼
}
//靜態同步方法，靜態同步方法中的鎖物件是 類名.class
public synchronized void method()
可能產生執行緒安全問題的程式碼
}
###2.2同步方法(推薦)或同步程式碼塊解決該售票例子的執行緒安全問題
public class Tickets implements Runnable {
// 共一百票
int tickets = 20;
Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
// 模擬賣票
while (true) {
method();
}
}
public synchronized void method() {
if (tickets > 0) {
// 執行緒休眠模擬安全問題
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣票：" + tickets--);
}
}
}
###2.3同步程式碼塊的原理
同步操作給物件上了一把物件鎖（物件監視器），沒有鎖的執行緒不能夠繼續往下執行，只能等。
執行緒遇到同步程式碼塊後，執行緒判斷是否有同步鎖，有則獲取鎖，進入同步中去執行，執行完畢釋放鎖。沒有則不能夠進行同步程式碼塊中
由於加了同步後，執行緒進同步判斷鎖，獲取鎖，執行完畢釋放鎖，導致程式的執行速度下降。
舉個上廁所的例子：假設有一片區域只有一個廁所且只有一個坑位(共享資料)，有三人A,B,C(三執行緒)需要上廁所，A拿著鑰匙先進去上小廁，需要開門，這個門就相當於物件鎖，你進來就得先開門並關上，小廁上了一分鐘(Thread.sleep)，上完出來給鑰匙給B(釋放鎖),B在拿著鑰匙去開門上大廁，時間十分鐘。。這時候C就只能在門外乾急著了等B上完了
##3：Lock鎖對synchronized的改進
使用同步方法有個缺點：當在sleep休眠時若發生了異常，則該執行緒是出不了同步的，鎖物件釋放不了。
因此,SUN公司在jdk5後提供了個Lock介面，Lock介面中的常用方法
void lock()
void unlock()
public class Tickets implements Runnable {
// 共一百票
int tickets = 20;
private Lock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
// 模擬賣票
while (true) {
//呼叫lock方法加鎖
lock.lock();
if (tickets > 0) {
// 執行緒休眠模擬安全問題
try {
Thread.sleep(50);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 出售第"+tickets--);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
}
二：執行緒的死鎖
同步鎖使用的弊端：當執行緒任務中出現了多個同步(多個鎖)時，如果同步中嵌套了其他的同步。這時容易引發一種現象：程式出現無限等待，這種現象我們稱為死鎖。這種情況能避免就避免掉
synchronzied(A鎖){
synchronized(B鎖){
}
}
死鎖的一個形象比喻：兩個人打架互相揪著對方頭髮不放，A說你先放，B說你先放，兩人都不肯先放，就造成了死鎖.
下面為產生死鎖的一個例子
public class lockA {
//保證物件的唯一性
private lockA(){
}
public final static lockA locka = new lockA();
}
public class LockB {
//保證物件的唯一性
private LockB() {
}
public static final LockB lockb = new LockB();
}
public class DeadLock implements Runnable {
private int i = 0;
@Override
public void run() {
while (true) {
if (i % 2 == 0) {
// 先進入A同步，在進入B同步
synchronized (lockA.locka) {
System.out.println("if---locka");
synchronized(LockB.lockb){
System.out.println("if---lockb");
}
}
} else {
//先進入B同步在進入A同步
synchronized (LockB.lockb) {
System.out.println("else---lockb");
synchronized(lockA.locka){
System.out.println("else---locka");
}
}
}
i++;
}
}
}
public class DeadLockDemo {
public static void main(String[] args) {
DeadLock deadLock = new DeadLock();
Thread t0 = new Thread(deadLock);
Thread t1 = new Thread(deadLock);
t0.start();t1.start();
}
}
三：執行緒通訊
執行緒之間的通訊：多個執行緒在處理同一個資源，但是處理的動作（執行緒的任務）卻不相同。通過一定的手段使各個執行緒能有效的利用資源。而這種手段即—— 等待喚醒機制
打個比喻：就好像平時收快遞一樣，快遞先由賣家包裝，聯絡收件人員收發貨，快遞一路經過各個地點中轉在到達你的手裡。把這一系列過程看作一個個執行緒，所有執行緒共同合作處理你這個包裹，從而達到有效利用資源。
Java實現程式碼如下：
A 執行緒等待與喚醒案例的實現
/*
* 定義資源類,有2個成員變數
* name,sex
* 同時有2個執行緒,對資源中的變數操作
* 1個對name,age賦值
* 2個對name,age做變數的輸出列印
*/
public class Resource {
public String name;
public String sex;
public boolean flag = false;
}
/*
* 輸入的執行緒,對資源物件Resource中成員變數賦值
* 一次賦值 張三,男
* 下一次賦值 lisi,nv
*/
public class Input implements Runnable {
private Resource r ;
public Input(Resource r){
this.r = r;
}
public void run() {
int i = 0 ;
while(true){
synchronized(r){
//標記是true,等待
if(r.flag){
try{r.wait();}catch(Exception ex){}
}
if(i%2==0){
r.name = "張三";
r.sex = "男";
}else{
r.name = "lisi";
r.sex = "nv";
}
//將對方執行緒喚醒,標記改為true
r.flag = true;
r.notify();
}
i++;
}
}
}
/*
* 輸出執行緒,對資源物件Resource中成員變數,輸出值
*/
public class Output implements Runnable {
private Resource r ;
public Output(Resource r){
this.r = r;
}
public void run() {
while(true){
synchronized(r){
//判斷標記,是false,等待
if(!r.flag){
try{r.wait();}catch(Exception ex){}
}
System.out.println(r.name+".."+r.sex);
//標記改成false,喚醒對方執行緒
r.flag = false;
r.notify();
}
}
}
}
/*
* 開啟輸入執行緒和輸出執行緒,實現賦值和列印值
*/
public class ThreadDemo{
public static void main(String[] args) {
Resource r = new Resource();
Input in = new Input(r);
Output out = new Output(r);
Thread tin = new Thread(in);
Thread tout = new Thread(out);
tin.start();
tout.start();
}
}
輸出結果如下：（完成了協同工作，賦值完後輸出，輸出完後賦值的目的）
&n