JUC-狂神筆記整理學習

本文轉載自查看原文 2020-06-25 22:42 1860 java

什么是JUC

在Java中，線程部分是一個重點，本篇文章說的JUC也是關於線程的。JUC就是java.util .concurrent工具包的簡稱。這是一個處理線程的工具包，JDK 1.5開始出現的。

知識點不錯的博客參看這里：https://www.jianshu.com/p/1f19835e05c0

本文資料來自Up主，狂神，記錄下來方便復

業務：普通的線程代碼 Thread

Runnable 沒有返回值、效率相比入 Callable 相對較低！

並發編程：並發、並行

並發（多線程操作同一個資源）

CPU 一核，模擬出來多條線程，天下武功，唯快不破，快速交替

並行（多個人一起行走）

CPU 多核，多個線程可以同時執行；線程池

並發編程的本質：充分利用CPU的資源

線程六個狀態

public enum State {
// 新生
NEW,
// 運行
RUNNABLE,
// 阻塞
BLOCKED
// 等待，死死地等 
WAITING, 
// 超時等待 
TIMED_WAITING,
// 終止 
TERMINATED; }

Java默認有幾個線程？ 2 個 mian、GC

線程：開了一個進程 Typora，寫字，自動保存（線程負責的）

對於Java而言：Thread、Runnable、Callable

Java 真的可以開啟線程嗎？開不了

public synchronized void start() {
/**
* This method is not invoked for the main method thread or "system"
* group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
* to this method in the future may have to also be added to the VM.
*
* A zero status value corresponds to state "NEW".
*/
if (threadStatus != 0)
throw new IllegalThreadStateException();
/* Notify the group that this thread is about to be started
* so that it can be added to the group's list of threads
* and the group's unstarted count can be decremented. */group.add(this);
boolean started = false;
try {
start0();
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
/* do nothing. If start0 threw a Throwable then
it will be passed up the call stack */
}
}
}
// 本地方法，底層的C++ ，Java 無法直接操作硬件
private native void start0();

CPU 多核，多個線程可以同時執行；線程池

public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
// 獲取cpu的核數
// CPU 密集型，IO密集型
System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
}
}

wait/sleep 區別

1、來自不同的類

wait => Object

sleep => Thread

2、關於鎖的釋放

wait 會釋放鎖，sleep 睡覺了，抱着鎖睡覺，不會釋放！

3、使用的范圍是不同的

wait必須在同步在代碼塊中

sleep 可以再任何地方睡

4、是否需要捕獲異常

wait 不需要捕獲異常

sleep 必須要捕獲異常

Lock鎖（重點）

傳統 Synchronized

// 運行

RUNNABLE,

// 阻塞

BLOCKED,

// 等待，死死地等

WAITING,

// 超時等待

TIMED_WAITING,

// 終止

TERMINATED;

}

// 基本的賣票例子

Lock 接口公平鎖：十分公平：可以先來后到

非公平鎖：十分不公平：可以插隊（默認）

// Lock三部曲
 // 1、 new ReentrantLock(); 
// 2、 lock.lock(); // 加鎖 
// 3、 finally=> lock.unlock(); // 解鎖 
class Ticket2 { 
// 屬性、方法 
private int number = 30;
 Lock lock = new ReentrantLock();
 public void sale(){
 lock.lock(); // 加鎖 
try {
// 業務代碼
 if (number>0)
{ 
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"賣出了"+ (number--)+"票,剩余："+number); } }
 catch (Exception e)
 { e.printStackTrace(); }
 finally { lock.unlock(); // 解鎖 } }

}Synchronized 和 Lock 區別

1、Synchronized 內置的Java關鍵字， Lock 是一個Java類

2、Synchronized 無法判斷獲取鎖的狀態，Lock 可以判斷是否獲取到了鎖

3、Synchronized 會自動釋放鎖，lock 必須要手動釋放鎖！如果不釋放鎖，死鎖

4、Synchronized 線程 1（獲得鎖，阻塞）、線程2（等待，傻傻的等）；Lock鎖就不一定會等待下

去；

5、Synchronized 可重入鎖，不可以中斷的，非公平；Lock ，可重入鎖，可以判斷鎖，非公平（可以

自己設置）；

6、Synchronized 適合鎖少量的代碼同步問題，Lock 適合鎖大量的同步代碼！

鎖是什么，如何判斷鎖的是誰！

生產者和消費者問題

面試的：單例模式、排序算法、生產者和消費者、死鎖

生產者和消費者問題 Synchronized 版

/**
* 線程之間的通信問題：生產者和消費者問題！ 等待喚醒，通知喚醒
* 線程交替執行 A B 操作同一個變量 num = 0
* A num+1
* B num-1
*/
public class A {
public static void main(String[] args) {
Data data = new Data();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.increment();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"A").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"B").start();
}
}
// 判斷等待，業務，通知
class Data{ // 數字 資源類
private int number = 0;
//+1
public synchronized void increment() throws InterruptedException {
if (number!=0){ //0
// 等待
this.wait();
}
number++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他線程，我+1完畢了
this.notifyAll();
}
//-1
public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
if (number==0){ // 1// 等待
this.wait();
}
number--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他線程，我-1完畢了
this.notifyAll();
}
}
問題存在，A B C D 4 個線程！ 虛假喚醒
if 改為 while 判斷
package com.kuang.pc;
/**
* 線程之間的通信問題：生產者和消費者問題！ 等待喚醒，通知喚醒
* 線程交替執行 A B 操作同一個變量 num = 0
* A num+1
* B num-1
*/
public class A {
public static void main(String[] args) {
Data data = new Data();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.increment();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"A").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}}
},"B").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.increment();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"C").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"D").start();
}
}
// 判斷等待，業務，通知
class Data{ // 數字 資源類
private int number = 0;
//+1
public synchronized void increment() throws InterruptedException {
while (number!=0){ //0
// 等待
this.wait();
}
number++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他線程，我+1完畢了
this.notifyAll();
}
//-1
public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
while (number==0){ // 1
// 等待
this.wait();
}
number--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他線程，我-1完畢了
this.notifyAll();
}
}

JUC版的生產者和消費者問題

通過Lock 找到 Condition

代碼實現：

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class B {
public static void main(String[] args) {Data2 data = new Data2();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.increment();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"A").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"B").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.increment();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"C").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
data.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"D").start();
}
}
// 判斷等待，業務，通知
class Data2{ // 數字 資源類
private int number = 0;
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
//condition.await(); // 等待
//condition.signalAll(); // 喚醒全部
//+1
public void increment() throws InterruptedException {lock.lock();
try {
// 業務代碼
while (number!=0){ //0
// 等待
condition.await();
}
number++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他線程，我+1完畢了
condition.signalAll();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
//-1
public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (number==0){ // 1
// 等待
condition.await();
}
number--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
// 通知其他線程，我-1完畢了
condition.signalAll();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}

Condition 精准的通知和喚醒線程.

代碼測試：

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* A 執行完調用B，B執行完調用C，C執行完調用A
*/
public class C {
public static void main(String[] args) {
Data3 data = new Data3();
new Thread(()->{for (int i = 0; i <10 ; i++) {
data.printA();
}
},"A").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i <10 ; i++) {
data.printB();
}
},"B").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i <10 ; i++) {
data.printC();
}
},"C").start();
}
}
class Data3{ // 資源類 Lock
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition condition1 = lock.newCondition();
private Condition condition2 = lock.newCondition();
private Condition condition3 = lock.newCondition();
private int number = 1; // 1A 2B 3C
public void printA(){
lock.lock();
try {
// 業務，判斷-> 執行-> 通知
while (number!=1){
// 等待
condition1.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>AAAAAAA");
// 喚醒，喚醒指定的人，B
number = 2;
condition2.signal();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void printB(){
lock.lock();
try {
// 業務，判斷-> 執行-> 通知
while (number!=2){
condition2.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>BBBBBBBBB");
// 喚醒，喚醒指定的人，c
number = 3;
condition3.signal();5、8鎖現象
如何判斷鎖的是誰！永遠的知道什么鎖，鎖到底鎖的是誰！
深刻理解我們的鎖
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void printC(){
lock.lock();
try {
// 業務，判斷-> 執行-> 通知
// 業務，判斷-> 執行-> 通知
while (number!=3){
condition3.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>BBBBBBBBB");
// 喚醒，喚醒指定的人，c
number = 1;
condition1.signal();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}

關於鎖的8個問題（引用狂神的代碼）

package com.kuang.lock8;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 8鎖，就是關於鎖的8個問題
* 1、標准情況下，兩個線程先打印 發短信還是 打電話？ 1/發短信 2/打電話
* 1、sendSms延遲4秒，兩個線程先打印 發短信還是 打電話？ 1/發短信 2/打電話
*/
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Phone phone = new Phone();
//鎖的存在
new Thread(()->{
phone.sendSms();
},"A").start();
// 捕獲
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
phone.call();
},"B").start();
}
}
class Phone{
// synchronized 鎖的對象是方法的調用者！、
// 兩個方法用的是同一個鎖，誰先拿到誰執行！
public synchronized void sendSms(){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("發短信");
}
public synchronized void call(){
System.out.println("打電話");
}
}
package com.kuang.lock8;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 3、 增加了一個普通方法后！先執行發短信還是Hello？ 普通方法
* 4、 兩個對象，兩個同步方法， 發短信還是 打電話？ // 打電話
*/
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
// 兩個對象，兩個調用者，兩把鎖！
Phone2 phone1 = new Phone2();
Phone2 phone2 = new Phone2();
//鎖的存在
new Thread(()->{
phone1.sendSms();
},"A").start();
// 捕獲
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
phone2.call();
},"B").start();
}}
class Phone2{
// synchronized 鎖的對象是方法的調用者！
public synchronized void sendSms(){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("發短信");
}
public synchronized void call(){
System.out.println("打電話");
}
// 這里沒有鎖！不是同步方法，不受鎖的影響
public void hello(){
System.out.println("hello");
}
}
package com.kuang.lock8;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 5、增加兩個靜態的同步方法，只有一個對象，先打印 發短信？打電話？
* 6、兩個對象！增加兩個靜態的同步方法， 先打印 發短信？打電話？
*/
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
// 兩個對象的Class類模板只有一個，static，鎖的是Class
Phone3 phone1 = new Phone3();
Phone3 phone2 = new Phone3();
//鎖的存在
new Thread(()->{
phone1.sendSms();
},"A").start();
// 捕獲
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
phone2.call();
},"B").start();
}
}
// Phone3唯一的一個 Class 對象class Phone3{
// synchronized 鎖的對象是方法的調用者！
// static 靜態方法
// 類一加載就有了！鎖的是Class
public static synchronized void sendSms(){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("發短信");
}
public static synchronized void call(){
System.out.println("打電話");
}
}
package com.kuang.lock8;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 1、1個靜態的同步方法，1個普通的同步方法 ，一個對象，先打印 發短信？打電話？
* 2、1個靜態的同步方法，1個普通的同步方法 ，兩個對象，先打印 發短信？打電話？
*/
public class Test4 {
public static void main(String[] args) {
// 兩個對象的Class類模板只有一個，static，鎖的是Class
Phone4 phone1 = new Phone4();
Phone4 phone2 = new Phone4();
//鎖的存在
new Thread(()->{
phone1.sendSms();
},"A").start();
// 捕獲
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
phone2.call();
},"B").start();
}
}
// Phone3唯一的一個 Class 對象
class Phone4{
// 靜態的同步方法 鎖的是 Class 類模板
public static synchronized void sendSms(){
try {小結
new this 具體的一個手機
static Class 唯一的一個模板
6、集合類不安全
List 不安全
TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("發短信");
}
// 普通的同步方法 鎖的調用者
public synchronized void call(){
System.out.println("打電話");
}
}

線程池：三大方法

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
// Executors 工具類、3大方法
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();// 單個線
程
// ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); // 創建一
個固定的線程池的大小
// ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool(); // 可伸縮
的，遇強則強，遇弱則弱
try {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
// 使用了線程池之后，使用線程池來創建線程
threadPool.execute(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");
});
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 線程池用完，程序結束，關閉線程池
threadPool.shutdown();
}
}
}

7大參數

源碼分析

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(5, 5,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
// 本質ThreadPoolExecutor（）
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, // 核心線程池大小
int maximumPoolSize, // 最大核心線程池大小
long keepAliveTime, // 超時了沒有人調用就會釋放
TimeUnit unit, // 超時單位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 阻塞隊列
ThreadFactory threadFactory, // 線程工廠：創建線程的，一般
不用動
RejectedExecutionHandler handle // 拒絕策略) {
if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
null :
AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}

手動創建一個線程池

Stream流式計算

什么是Stream流式計算

大數據：存儲 + 計算

集合、MySQL 本質就是存儲東西的；

計算都應該交給流來操作！

package com.kuang.function;

import java.util.function.Supplier;

/**

* Supplier 供給型接口沒有參數，只有返回值

public class Demo04 {

public static void main(String[] args) {

// Supplier supplier = new Supplier<Integer>() {

// @Override

// public Integer get() {

// System.out.println("get()");

// return 1024;

// }

// };

Supplier supplier = ()->{ return 1024; };

System.out.println(supplier.get());

}

ForkJoin

什么是 ForkJoin

ForkJoin 在 JDK 1.7 ，並行執行任務！提高效率。大數據量！

大數據：Map Reduce （把大任務拆分為小任務）

import java.util.Arrays;

import java.util.List;

/**

* 題目要求：一分鍾內完成此題，只能用一行代碼實現！

* 現在有5個用戶！篩選：

* 1、ID 必須是偶數

* 2、年齡必須大於23歲

* 3、用戶名轉為大寫字母

* 4、用戶名字母倒着排序

* 5、只輸出一個用戶！

public class Test {

public static void main(String[] args) {

User u1 = new User(1,"a",21);

User u2 = new User(2,"b",22);

User u3 = new User(3,"c",23);

User u4 = new User(4,"d",24);

User u5 = new User(6,"e",25);

// 集合就是存儲

List<User> list = Arrays.asList(u1, u2, u3, u4, u5);

// 計算交給Stream流

// lambda表達式、鏈式編程、函數式接口、Stream流式計算

list.stream()

.filter(u->{return u.getId()%2==0;})

.filter(u->{return u.getAge()>23;})

.map(u->{return u.getName().toUpperCase();})

.sorted((uu1,uu2)->{return uu2.compareTo(uu1);})

.limit(1)

.forEach(System.out::println);

}

}ForkJoin 特點：工作竊取

這個里面維護的都是雙端隊列ForkJoin.

package com.kuang.forkjoin;

import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/**

* 求和計算的任務！

* 3000 6000（ForkJoin） 9000（Stream並行流）

* // 如何使用 forkjoin

* // 1、forkjoinPool 通過它來執行

* // 2、計算任務 forkjoinPool.execute(ForkJoinTask task)

* // 3. 計算類要繼承 ForkJoinTask

public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {

private Long start; // 1

private Long end; // 1990900000

// 臨界值

private Long temp = 10000L;

public ForkJoinDemo(Long start, Long end) {

this.start = start;

this.end = end;

}

// 計算方法

@Override

protected Long compute() {

if ((end-start)<temp){

Long sum = 0L;

for (Long i = start; i <= end; i++) {

sum += i;

}

return sum;

}else { // forkjoin 遞歸

long middle = (start + end) / 2; // 中間值

ForkJoinDemo task1 = new ForkJoinDemo(start, middle);

task1.fork(); // 拆分任務，把任務壓入線程隊列

ForkJoinDemo task2 = new ForkJoinDemo(middle+1, end);

task2.fork(); // 拆分任務，把任務壓入線程隊列return task1.join() + task2.join();

}

測試：

package com.kuang.forkjoin;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

import java.util.concurrent.ForkJoinPool;

import java.util.concurrent.ForkJoinTask;

import java.util.stream.DoubleStream;

import java.util.stream.IntStream;

import java.util.stream.LongStream;

/**

* 同一個任務，別人效率高你幾十倍！

public class Test {

public static void main(String[] args) throws ExecutionException,

InterruptedException {

// test1(); // 12224

// test2(); // 10038

// test3(); // 153

}

// 普通程序員

public static void test1(){

Long sum = 0L;

long start = System.currentTimeMillis();

for (Long i = 1L; i <= 10_0000_0000; i++) {

sum += i;

}

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println("sum="+sum+" 時間："+(end-start));

}

// 會使用ForkJoin

public static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {

long start = System.currentTimeMillis();

ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();

ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinDemo(0L, 10_0000_0000L);

ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);// 提交任務

Long sum = submit.get();

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println("sum="+sum+" 時間："+(end-start));

}

public static void test3(){

long start = System.currentTimeMillis();

// Stream並行流 () (]

long sum = LongStream.rangeClosed(0L,

10_0000_0000L).parallel().reduce(0, Long::sum);

long end = System.currentTimeMillis();15、異步回調

Future 設計的初衷：對將來的某個事件的結果進行建模

System.out.println("sum="+"時間："+(end-start));

}

package com.kuang.future;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

import java.util.concurrent.Future;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**

* 異步調用： CompletableFuture

* // 異步執行

* // 成功回調

* // 失敗回調

public class Demo01 {

public static void main(String[] args) throws ExecutionException,

InterruptedException {

// 沒有返回值的 runAsync 異步回調

// CompletableFuture<Void> completableFuture =

CompletableFuture.runAsync(()->{

// try {

// TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

// } catch (InterruptedException e) {

// e.printStackTrace();

// }

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"runAsync=>Void");

// });

// System.out.println("1111");

// completableFuture.get(); // 獲取阻塞執行結果

// 有返回值的 supplyAsync 異步回調

// ajax，成功和失敗的回調16、JMM

請你談談你對 Volatile 的理解

Volatile 是 Java 虛擬機提供輕量級的同步機制

1、保證可見性

2、不保證原子性

3、禁止指令重排

什么是JMM

JMM ： Java內存模型，不存在的東西，概念！約定！

關於JMM的一些同步的約定：

1、線程解鎖前，必須把共享變量立刻刷回主存。

2、線程加鎖前，必須讀取主存中的最新值到工作內存中！

3、加鎖和解鎖是同一把鎖

線程工作內存、主內存

// 返回的是錯誤信息；

CompletableFuture<Integer> completableFuture =

CompletableFuture.supplyAsync(()->{

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"supplyAsync=>Integer");

int i = 10/0;

return 1024;

});

System.out.println(completableFuture.whenComplete((t, u) -> {

System.out.println("t=>" + t); // 正常的返回結果

System.out.println("u=>" + u); // 錯誤信息：

java.util.concurrent.CompletionException: java.lang.ArithmeticException: / by

zero

}).exceptionally((e) -> {

System.out.println(e.getMessage());

return 233; // 可以獲取到錯誤的返回結果

}).get());

/**

* succee Code 200

* error Code 404 500

}

8種操作：

內存交互操作有8種，虛擬機實現必須保證每一個操作都是原子的，不可在分的（對於double和long類

型的變量來說，load、store、read和write操作在某些平台上允許例外）

lock （鎖定）：作用於主內存的變量，把一個變量標識為線程獨占狀態

unlock （解鎖）：作用於主內存的變量，它把一個處於鎖定狀態的變量釋放出來，釋放后的變量

才可以被其他線程鎖定

read （讀取）：作用於主內存變量，它把一個變量的值從主內存傳輸到線程的工作內存中，以便

隨后的load動作使用

load （載入）：作用於工作內存的變量，它把read操作從主存中變量放入工作內存中

use （使用）：作用於工作內存中的變量，它把工作內存中的變量傳輸給執行引擎，每當虛擬機

遇到一個需要使用到變量的值，就會使用到這個指令

assign （賦值）：作用於工作內存中的變量，它把一個從執行引擎中接受到的值放入工作內存的變

量副本中

store （存儲）：作用於主內存中的變量，它把一個從工作內存中一個變量的值傳送到主內存中，

以便后續的write使用write （寫入）：作用於主內存中的變量，它把store操作從工作內存中得到的變量的值放入主內

存的變量中

JMM對這八種指令的使用，制定了如下規則：

不允許read和load、store和write操作之一單獨出現。即使用了read必須load，使用了store必須

write

不允許線程丟棄他最近的assign操作，即工作變量的數據改變了之后，必須告知主存

不允許一個線程將沒有assign的數據從工作內存同步回主內存

一個新的變量必須在主內存中誕生，不允許工作內存直接使用一個未被初始化的變量。就是懟變量

實施use、store操作之前，必須經過assign和load操作

一個變量同一時間只有一個線程能對其進行lock。多次lock后，必須執行相同次數的unlock才能解

鎖

如果對一個變量進行lock操作，會清空所有工作內存中此變量的值，在執行引擎使用這個變量前，

必須重新load或assign操作初始化變量的值

如果一個變量沒有被lock，就不能對其進行unlock操作。也不能unlock一個被其他線程鎖住的變量

對一個變量進行unlock操作之前，必須把此變量同步回主內存

問題：程序不知道主內存的值已經被修改過了

Volatile

1、保證可見性

package com.kuang.tvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JMMDemo {

// 不加 volatile 程序就會死循環！

// 加 volatile 可以保證可見性

private volatile static int num = 0;public static void main(String[] args) { // main

new Thread(()->{ // 線程 1 對主內存的變化不知道的

while (num==0){

}

}).start();

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

num = 1;

System.out.println(num);

}

2、不保證原子性

原子性 : 不可分割

線程A在執行任務的時候，不能被打擾的，也不能被分割。要么同時成功，要么同時失敗。

package com.kuang.tvolatile;

// volatile 不保證原子性

public class VDemo02 {

// volatile 不保證原子性

private volatile static int num = 0;

public static void add(){

num++;

}

public static void main(String[] args) {

//理論上num結果應該為 2 萬

for (int i = 1; i <= 20; i++) {

new Thread(()->{

for (int j = 0; j < 1000 ; j++) {

add();

}

}).start();

}

while (Thread.activeCount()>2){ // main gc

Thread.yield();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + num);

}}

如果不加 lock 和 synchronized ，怎么樣保證原子性

使用原子類，解決原子性問題.

package com.kuang.tvolatile;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

// volatile 不保證原子性

public class VDemo02 {

// volatile 不保證原子性

// 原子類的 Integer

private volatile static AtomicInteger num = new AtomicInteger();

public static void add(){線程A

線程B

x=a

y=b

b=1

a=2

CAS ：比較當前工作內存中的值和主內存中的值，如果這個值是期望的，那么則執行操作！如果不是就

一直循環！

缺點：

1、循環會耗時

2、一次性只能保證一個共享變量的原子性

3、ABA問題

CAS ： ABA 問題（狸貓換太子）.

20、原子引用

解決ABA 問題，引入原子引用！對應的思想：樂觀鎖！

帶版本號的原子操作！

package com.kuang.cas;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CASDemo {

// CAS compareAndSet : 比較並交換！

public static void main(String[] args) {

AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);

// 期望、更新

// public final boolean compareAndSet(int expect, int update)

// 如果我期望的值達到了，那么就更新，否則，就不更新, CAS 是CPU的並發原語！

// ============== 搗亂的線程 ==================

System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));

System.out.println(atomicInteger.get());

System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2020));

System.out.println(atomicInteger.get());

// ============== 期望的線程 ==================

System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 6666));

System.out.println(atomicInteger.get());

}

package com.kuang.cas;import java.util.concurrent.TimeUnit;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;

public class CASDemo {

//AtomicStampedReference 注意，如果泛型是一個包裝類，注意對象的引用問題

// 正常在業務操作，這里面比較的都是一個個對象

static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new

AtomicStampedReference<>(1,1);

// CAS compareAndSet : 比較並交換！

public static void main(String[] args) {

new Thread(()->{

int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); // 獲得版本號

System.out.println("a1=>"+stamp);

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

atomicStampedReference.compareAndSet(1, 2,

atomicStampedReference.getStamp(),

atomicStampedReference.getStamp() + 1);

System.out.println("a2=>"+atomicStampedReference.getStamp());

System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(2, 1,

atomicStampedReference.getStamp(),

atomicStampedReference.getStamp() + 1));

System.out.println("a3=>"+atomicStampedReference.getStamp());

},"a").start();

// 樂觀鎖的原理相同！

new Thread(()->{

int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); // 獲得版本號

System.out.println("b1=>"+stamp);

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(1, 6,

stamp, stamp + 1));

System.out.println("b2=>"+atomicStampedReference.getStamp());

},"b").start();注意：

Integer 使用了對象緩存機制，默認范圍是 -128 ~ 127 ，推薦使用靜態工廠方法 valueOf 獲取對象實

例，而不是 new，因為 valueOf 使用緩存，而 new 一定會創建新的對象分配新的內存空間；

各種鎖的理解

1、公平鎖、非公平鎖

公平鎖：非常公平，不能夠插隊，必須先來后到！

非公平鎖：非常不公平，可以插隊（默認都是非公平）

2、可重入鎖

可重入鎖（遞歸鎖）

}

public ReentrantLock() {

sync = new NonfairSync();

}

public ReentrantLock(boolean fair) {

sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();

}Synchronized

package com.kuang.lock;

import javax.sound.midi.Soundbank;

// Synchronized

public class Demo01 {

public static void main(String[] args) {

Phone phone = new Phone();

new Thread(()->{

phone.sms();

},"A").start();

new Thread(()->{

phone.sms();

},"B").start();

}

class Phone{

public synchronized void sms(){

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");

call(); // 這里也有鎖

}

public synchronized void call(){

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call");

}

}Lock 版

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Demo02 {

public static void main(String[] args) {

Phone2 phone = new Phone2();

new Thread(()->{

phone.sms();

},"A").start();

new Thread(()->{

phone.sms();

},"B").start();

}

class Phone2{

Lock lock = new ReentrantLock();

public void sms(){

lock.lock(); // 細節問題：lock.lock(); lock.unlock(); // lock 鎖必須配對，否

則就會死在里面

lock.lock();

try {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");

call(); // 這里也有鎖

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lock.unlock();

}

public void call(){

lock.lock();

try {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call");

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lock.unlock();

}

3、自旋鎖

spinlock

我們來自定義一個鎖測試

測試

package com.kuang.lock;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

/**

* 自旋鎖

public class SpinlockDemo {

// int 0

// Thread null

AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();

// 加鎖

public void myLock(){

Thread thread = Thread.currentThread();

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> mylock");

// 自旋鎖

while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){

}

// 解鎖

// 加鎖

public void myUnLock(){

Thread thread = Thread.currentThread();

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==> myUnlock");

atomicReference.compareAndSet(thread,null);

}

package com.kuang.lock;

4、死鎖

import java.util.concurrent.TimeUnit;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestSpinLock {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

// ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();

// reentrantLock.lock();

// reentrantLock.unlock();

// 底層使用的自旋鎖CAS

SpinlockDemo lock = new SpinlockDemo();

new Thread(()-> {

lock.myLock();

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(5);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lock.myUnLock();

}

},"T1").start();

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

new Thread(()-> {

lock.myLock();

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lock.myUnLock();

}

},"T2").start();

}

}死鎖是什么

死鎖測試，怎么排除死鎖：

package com.kuang.lock;

import com.sun.org.apache.xpath.internal.SourceTree;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DeadLockDemo {

public static void main(String[] args) {

String lockA = "lockA";

String lockB = "lockB";

new Thread(new MyThread(lockA, lockB), "T1").start();

new Thread(new MyThread(lockB, lockA), "T2").start();

}

class MyThread implements Runnable{

private String lockA;

private String lockB;

public MyThread(String lockA, String lockB) {

this.lockA = lockA;

this.lockB = lockB;

}

@Override

public void run() {

synchronized (lockA){System.out.println(Thread.currentThread().getName() +

"lock:"+lockA+"=>get"+lockB);

try {

TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

synchronized (lockB){

System.out.println(Thread.currentThread().getName() +

"lock:"+lockB+"=>get"+lockA);

}

解決問題

1、使用 jps -l 定位進程號

2、使用 jstack 進程號找到死鎖問題

面試，工作中！排查問題：

1、日志 9

2、堆棧 1

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