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  • Java-笔记18-复习

    1.画图说明线程的生命周期,以及各状态切换使用到的方法等
    状态,方法
    
    2.同步代码块中涉及到同步监视器和共享数据,谈谈你对同步监视器和共享数据的理解,
    以及注意点。
    1.操作共享数据的代码,即为需要被同步的代码。 -->不能包含代码多了,也不能包含代码少了。 * 2.共享数据:多个线程共同操作的变量。比如:ticket就是共享数据。 * 3.同步监视器,俗称:锁。任何一个类的对象,都可以充当锁。 * 要求:多个线程必须要共用同一把锁。 * * 补充:在实现Runnable接口创建多线程的方式中,我们可以考虑使用this充当同步监视器。 * 方式二:同步方法。 * 如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中,我们不妨将此方法声明同步的。 * * * 5.同步的方式,解决了线程的安全问题。---好处 * 操作同步代码时,只能有一个线程参与,其他线程等待。相当于是一个单线程的过程,效率低。 ---局限性 synchronized(同步监视器){ //操作共享数据的代码 (不能包括多了,也不能包括少了) } 3. sleep()和wait()的区别
    * 1.相同点:一旦执行方法,都可以使得当前的线程进入阻塞状态。 * 2.不同点:1)两个方法声明的位置不同:Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait() * 2)调用的要求不同:sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中 * 3)关于是否释放同步监视器:如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中,sleep()不会释放锁,wait()会释放锁。
    4. 写一个线程安全的懒汉式 package com.atguigu.java1; /** * 使用同步机制将单例模式中的懒汉式改写为线程安全的 * */ public class BankTest { } class Bank{ private Bank(){} private static Bank instance = null; public static Bank getInstance(){ //方式一:效率稍差 // synchronized (Bank.class) { // if(instance == null){ // // instance = new Bank(); // } // return instance; // } //方式二:效率更高 if(instance == null){ synchronized (Bank.class) { if(instance == null){ instance = new Bank(); } } } return instance; } } 5. 创建多线程有哪几种方式?
    答:4种
    继承Thread类 实现Runnable接口 实现Callable接口 线程池(响应速度提高了,提高了资源的重用率,便于管理)
    Thread的生命周期:

    图示:
    
    说明:
    1.生命周期关注两个概念:状态、相应的方法
    2.关注:状态a-->状态b:哪些方法执行了(回调方法)
            某个方法主动调用:状态a-->状态b
    3.阻塞:临时状态,不可以作为最终状态
      死亡:最终状态。
      
    线程的同步机制:

    1.背景 例子:创建个窗口卖票,总票数为100张.使用实现Runnable接口的方式 * * 1.问题:卖票过程中,出现了重票、错票 -->出现了线程的安全问题 * 2.问题出现的原因:当某个线程操作车票的过程中,尚未操作完成时,其他线程参与进来,也操作车票。 * 3.如何解决:当一个线程a在操作ticket的时候,其他线程不能参与进来。直到线程a操作完ticket时,其他线程才可以开始操作ticket。这种情况即使线程a出现了阻塞,也不能被改变。

    2.Java解决方案:同步机制 在Java中,我们通过同步机制,来解决线程的安全问题。 方式一:同步代码块 * * synchronized(同步监视器){ * //需要被同步的代码 * * } * 说明:1.操作共享数据的代码,即为需要被同步的代码。 -->不能包含代码多了,也不能包含代码少了。 * 2.共享数据:多个线程共同操作的变量。比如:ticket就是共享数据。 * 3.同步监视器,俗称:锁。任何一个类的对象,都可以充当锁。 * 要求:多个线程必须要共用同一把锁。 * * 补充:在实现Runnable接口创建多线程的方式中,我们可以考虑使用this充当同步监视器。 在继承Thread类创建多线程的方式中,慎用this充当同步监视器,考虑使用当前类充当同步监视器。 * 方式二:同步方法 * 如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中,我们不妨将此方法声明同步的。 * 关于同步方法的总结: * 1. 同步方法仍然涉及到同步监视器,只是不需要我们显式的声明。 * 2. 非静态的同步方法,同步监视器是:this * 静态的同步方法,同步监视器是:当前类本身 方式三:Lock锁 --- JDK5.0新增 * * 1. 面试题:synchronized 与 Lock的异同? * 相同:二者都可以解决线程安全问题 * 不同:synchronized机制在执行完相应的同步代码以后,自动的释放同步监视器 * Lock需要手动的启动同步(lock(),同时结束同步也需要手动的实现(unlock()) 使用的优先顺序: * Lock ---> 同步代码块(已经进入了方法体,分配了相应资源 ) ---> 同步方法(在方法体之外)


    3.利弊 同步的方式,解决了线程的安全问题。---好处 操作同步代码时,只能一个线程参与,其他线程等待。相当于是一个单线程的过程,效率低。

    4. 面试题:Java是如何解决线程安全问题的,有几种方式?并对比几种方式的不同   在上面 面试题:synchronized和Lock方式解决线程安全问题的对比
    *   相同:二者都可以解决线程安全问题
    *   不同:synchronized机制在执行完相应的同步代码以后,自动的释放同步监视器
    *        Lock需要手动的启动同步(lock(),同时结束同步也需要手动的实现(unlock())
     
    线程安全的单例模式(懒汉式):

    使用同步机制将单例模式中的懒汉式改写为线程安全的。
    class Bank{ private Bank(){} private static Bank instance = null; public static Bank getInstance(){ //方式一:效率稍差 // synchronized (Bank.class) { // if(instance == null){ // // instance = new Bank(); // } // return instance; // } //方式二:效率更高 if(instance == null){ synchronized (Bank.class) { if(instance == null){ instance = new Bank(); } } } return instance; } } 面试题:写一个线程安全的单例模式。 饿汉式。 懒汉式:上面提供的。
    死锁问题:

    1.死锁的理解: 不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃,都在等待对方放弃自己需要的同步资源,就形成了线程的死锁 2.说明: * 1出现死锁后,不会出现异常,不会出现提示,只是所的线程都处于阻塞状态,无法继续 * 2我们使用同步时,要避免出现死锁。 3.举例: public static void main(String[] args) { StringBuffer s1 = new StringBuffer(); StringBuffer s2 = new StringBuffer(); new Thread(){ @Override public void run() { synchronized (s1){ s1.append("a"); s2.append("1"); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (s2){ s1.append("b"); s2.append("2"); System.out.println(s1); System.out.println(s2); } } } }.start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { synchronized (s2){ s1.append("c"); s2.append("3"); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (s1){ s1.append("d"); s2.append("4"); System.out.println(s1); System.out.println(s2); } } } }).start(); }
    线程通信:

    1.线程通信涉及到的三个方法: * wait():一旦执行此方法,当前线程就进入阻塞状态,并释放同步监视器。 * notify():一旦执行此方法,就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait,就唤醒优先级高的那个。 * notifyAll():一旦执行此方法,就会唤醒所有被wait的线程。

    2.说明: * 1.wait(),notify(),notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。 * 2.wait(),notify(),notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。 * 否则,会出现IllegalMonitorStateException异常 * 3.wait(),notify(),notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。


    3.面试题: 面试题:sleep() 和 wait()的异同? * 1.相同点:一旦执行方法,都可以使得当前的线程进入阻塞状态。 * 2.不同点:1)两个方法声明的位置不同:Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait() * 2)调用的要求不同:sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中 * 3)关于是否释放同步监视器:如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中,sleep()不会释放锁,wait()会释放锁。 4. 小结释放锁的操作:
    
    小结不会释放锁的操作:
     
    JDK5.0新增线程创建的方式:

    新增方式一:实现Callable接口。 --- JDK 5.0新增 //1.创建一个实现Callable的实现类 class NumThread implements Callable{ //2.实现call方法,将此线程需要执行的操作声明在call()中 @Override public Object call() throws Exception { int sum = 0; for (int i = 1; i <= 100; i++) { if(i % 2 == 0){ System.out.println(i); sum += i; } } return sum; } } public class ThreadNew { public static void main(String[] args) { //3.创建Callable接口实现类的对象 NumThread numThread = new NumThread(); //4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中,创建FutureTask的对象 FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread); //5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread对象,并调用start() new Thread(futureTask).start(); try { //6.获取Callable中call方法的返回值 //get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值。 Object sum = futureTask.get(); System.out.println("总和为:" + sum); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } } 说明: * 如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大? * 1. call()可以返回值的。 * 2. call()可以抛出异常,被外面的操作捕获,获取异常的信息 * 3. Callable是支持泛型的 新增方式二:使用线程池 class NumberThread implements Runnable{ @Override public void run() { for(int i = 0;i <= 100;i++){ if(i % 2 == 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i); } } } } class NumberThread1 implements Runnable{ @Override public void run() { for(int i = 0;i <= 100;i++){ if(i % 2 != 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i); } } } } public class ThreadPool { public static void main(String[] args) { //1. 提供指定线程数量的线程池 ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10); ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service; //设置线程池的属性 // System.out.println(service.getClass()); // service1.setCorePoolSize(15); // service1.setKeepAliveTime(); //2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象 service.execute(new NumberThread());//适合适用于Runnable service.execute(new NumberThread1());//适合适用于Runnable // service.submit(Callable callable);//适合使用于Callable //3.关闭连接池 service.shutdown(); } } 说明: * 好处: * 1.提高响应速度(减少了创建新线程的时间) * 2.降低资源消耗(重复利用线程池中线程,不需要每次都创建) * 3.便于线程管理 * corePoolSize:核心池的大小 * maximumPoolSize:最大线程数 * keepAliveTime:线程没任务时最多保持多长时间后会终止

    面试题:Java中多线程的创建有几种方式?四种。
    继承Thread类
    实现Runnable接口
    实现Callable接口
    线程池(响应速度提高了,提高了资源的重用率,便于管理)
     
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