1.什么是JUC(面试高频)

说白了就是这三个包
java.util工具包、包、分类
业务：普通的线程代码 Thread
Runnable 没有返回值、效率相比于Callable相对较低

2.线程和进程

进程：一个程序，QQ.exe Music.exe 程序的集合；
一个进程往往可以包含多个线程，至少包含一个！

java默认有几个线程？2个线程 main线程、GC线程

线程：开了一个进程Typora，写字，自动保存（线程负责的）
对于Java创建线程方式：Thread、Runnable、Callable

Java真的可以开启线程吗？开不了，用native本地方法调用底层的C++开启的！java无法操作硬件！

并发编程：并发、并行
并发(多线程操作同一个资源)

CPU一核，模拟出来多条线程，天下武功，唯快不破，快速交替制造出的假象！

并行(多个人一起行走)

CPU多核，多个线程可以同时执行；线程池

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

并发编程的本质：充分利用CPU的资源
所有的公司都很看重！
企业，挣钱=>提高效率，裁员，找一个厉害的人顶替三个不怎么样的人;
人员(减)、技术成本(高)

线程有几种状态？

6种
附源码

public enum State {
        /**
         * 新生
         */
        NEW,

        /**
         * 运行
         */
        RUNNABLE,

        /**
         * 阻塞
         */
        BLOCKED,

        /**
         * 等待，死死的等
         */
        WAITING,

        /**
         * 超时等待
         */
        TIMED_WAITING,

        /**
         * 终止
         */
        TERMINATED;
    }

wait/sleep区别

来自不同的类
wait=>Object
sleep=>Thread
关于锁的释放
wait会释放锁，sleep睡觉了，抱着锁，不会释放。
使用的范围是不同的
wait：必须在同步代码块中
sleep：可以在任何地方睡
是否需要捕获异常
wait：不需要捕获异常
sleep：需要捕获异常

3.Lock锁（重点）

传统使用synchronized

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package com.hzy.demo1;
//基本的卖票例子

import jdk.internal.org.objectweb.asm.Handle;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 真正的多线程开发，公司中的开发
 * 线程就是一个单独的资源类，没有任何附属操作
 * */
public class SaleTicketDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
//  并发：多线程操作同一个资源类，把资源类丢入线程
        Ticket ticket=new Ticket();
//        @FunctionalInterface函数式接口
        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i < 50; i++) {
                ticket.sale(i);
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i < 50; i++) {
                ticket.sale(i);
            }
        },"B").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 1; i < 50; i++) {
                ticket.sale(i);
            }
        },"C").start();
    }
}
//资源类 oop思想
class Ticket{
    int number=50;
//    synchronized本质：队列，锁
    public synchronized void sale(int i){
        if(this.number>0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+i+"张票，剩余"+(number--)+"张票");
        }
    }
}

在这里插入图片描述
公平锁：十分公平，可以先来后到
非公平锁：十分不公平，可以插队（默认）

package com.hzy.demo1;
//基本的卖票例子

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

/**
 * 真正的多线程开发，公司中的开发
 * 线程就是一个单独的资源类，没有任何附属操作
 * */
public class SaleTicketDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //  并发：多线程操作同一个资源类，把资源类丢入线程
        Ticket2 ticket2=new Ticket2();
//        @FunctionalInterface函数式接口
        new Thread(()->{for (int i = 1; i < 50; i++) ticket2.sale(i);},"A").start();
        new Thread(()->{for (int i = 1; i < 50; i++) ticket2.sale(i);},"B").start();
        new Thread(()->{for (int i = 1; i < 50; i++) ticket2.sale(i);},"C").start();
    }
}

//资源类 oop思想
class Ticket2{
    int number=50;
    Lock lock=new ReentrantLock();
//    synchronized本质：队列，锁
    public void sale(int i){
        lock.lock();
        try {
            //业务代码
            if(number>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+i+"张票，剩余"+(number--)+"张票");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

Synchronized和Lock的区别

Synchronized内置的Java关键字，Lock是一个Java类
Synchronized无法判断获取锁的状态，Lock可以判断是否获取到了锁
Synchronized会自动释放锁，Lock必须要手动释放锁！如果不释放锁，死锁！
Synchronized线程1(获得锁)、线程2(等待，傻傻的等)；Lock就不一定会等待下去
Synchronized可重入锁，不可以中断的，非公平；Lock，可重入锁，可以判断锁，非公平(可以自己设置)
Synchronized适合锁少量的代码同步问题，Lock适合锁大量的同步代码
Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性(提供更多的子类)

锁是什么，如何判断锁的是谁！

4.生产者和消费者问题

生产者和消费者问题 Synchronized版 wait notify

package com.hzy.juc.pc;

/**
 * 线程之间的通信问题：生产者和消费者的问题!等待唤醒，通知唤醒
 * 线程交替执行  A B操作同一个变量  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();
    }
}
class Data{//数字  资源类
    private int number=0;
    //+1
    public synchronized void increment() throws InterruptedException {
        if(number!=0){
            //等待
            this.wait();
        }
        number++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
        //通知其他线程，我+1完毕了
        this.notifyAll();
    }
    //-1
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
        if(number==0){
            //等待
            this.wait();
        }
        number--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
        //通知其他线程，我-1完毕了
        this.notifyAll();
    }
}

问题所在：ABCD4个线程！就会产生虚假唤醒！

在这里插入图片描述 if改为while判断就可以解决虚假唤醒问题！

package com.hzy.juc.pc;

/**
 * 线程之间的通信问题：生产者和消费者的问题!等待唤醒，通知唤醒
 * 线程交替执行  A B操作同一个变量  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();
    }
}
class Data{//数字  资源类
    private int number=0;
    //+1
    public synchronized void increment() throws InterruptedException {
        while (number!=0){
            //等待
            this.wait();
        }
        number++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
        //通知其他线程，我+1完毕了
        this.notifyAll();
    }
    //-1
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
        while (number==0){
            //等待
            this.wait();
        }
        number--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
        //通知其他线程，我-1完毕了
        this.notifyAll();
    }
}

JUC版的生产者和消费者问题

在这里插入图片描述

package com.hzy.juc.pc;

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();
    }
}
class Data2{//数字  资源类
    private int number=0;
    //+1
    Lock lock=new ReentrantLock();
    Condition condition=lock.newCondition();
    public void increment() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (number!=0){
                //等待
                condition.await();
            }
            number++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
            //通知其他线程，我+1完毕了
            condition.signalAll();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    //-1
    public synchronized void decrement() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            while (number==0){
                //等待
                condition.await();
            }
            number--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+number);
            //通知其他线程，我-1完毕了
            condition.signalAll();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

任何一个新的技术，绝对不是仅仅只是覆盖原来的技术，优势和补充！

Condition 精准的通知和唤醒线程

package com.hzy.juc.pc;

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class C {
    public static void main(String[] args) {
        Data3 data3=new Data3();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data3.printA();
            }
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data3.printB();
            }
        },"B").start();
        new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                data3.printC();
            }
        },"C").start();
    }
}
class Data3{

    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 {
            while (number!=1)
                condition1.await();
            {
        }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>AAAAAA");
            number=2;
            condition2.signal();//唤醒指定的人干活
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void printB(){
        lock.lock();
        try {
            while (number!=2)
                condition2.await();
            {
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>BBBBBB");
            number=3;
            condition3.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void printC(){
        lock.lock();
        try {
            while (number!=3)
                condition3.await();
            {
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>CCCCCC");
            number=1;
            condition1.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

5、8锁现象

如何判断锁的是谁！永远知道什么是锁，锁的到底是谁(对象、Class)！

package com.hzy.juc.lock8;

import org.omg.CORBA.TIMEOUT;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 8锁，就是关于锁的8个问题
 * 1.标准情况下，两个线程先打印，发短信还是打电话？1/发短信   2/打电话
 * 2.sendSms延迟4秒，两个线程先发短信还是打电话？1/发短信   2/打电话
 * */
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone=new Phone();
        //因为有锁的存在
        new Thread(()->{
            phone.sendSms();
        },"A").start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(()->{
            phone.call();
        },"B").start();

    }
}
class Phone{
    //synchronized 锁的对象是方法的调用者
    //两个方法用的是同一个类，谁先拿到谁执行
    public synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }
    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }
}

package com.hzy.juc.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 8锁，就是关于锁的8个问题
 * 3、发短信还是hello？  普通方法
 * 4、两个同步方法，发短信还是打电话？  打电话  发短信
 * */
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        //两个对象，两个调用者，两把锁
        Phone2 phone=new Phone2();
        Phone2 phone2=new Phone2();
        //因为有锁的存在
        new Thread(()->{
            phone.sendSms();
        },"A").start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();

    }
}

class Phone2{
    //synchronized 锁的对象是方法的调用者
    //两个方法用的是同一个类，谁先拿到谁执行
    public synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }
    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }
    //这是没有锁，不是同步方法，不受锁的影响
    public void hello(){
        System.out.println("hello");
    }
}

package com.hzy.juc.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 8锁，就是关于锁的8个问题
 * 5、增加两个静态的同步方法,只有一个对象，先打印 发短信还是打电话？ 发短信 打电话
 * 6、两个对象，增加两个静态的同步方法，先打印 发短信还是打电话？ 发短信 打电话
 * */
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        //两个对象的Class类模板只有一个static锁住了
        Phone3 phone1=new Phone3();
        Phone3 phone2=new Phone3();
        //因为有锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();

    }
}

class Phone3{
    //synchronized 锁的对象是方法的调用者
    //static 静态方法 类一加载就有了！锁的是Class模板类
    public static synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }
    public static synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }
 }

package com.hzy.juc.lock8;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 8锁，就是关于锁的8个问题
 * 7、1个静态同步方法，一个普通同步方法，一个对象，先打电话还是先发短信？打电话  发短信 因为有两把锁(static,普通)
 * 8、1个静态同步方法，一个普通同步方法，两个对象，先打电话还是先发短信？打电话  发短信
* * */
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        //两个对象的Class类模板只有一个static锁住了
        Phone4 phone1=new Phone4();
        Phone4 phone2=new Phone4();
        //因为有锁的存在
        new Thread(()->{
            phone1.sendSms();
        },"A").start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(()->{
            phone2.call();
        },"B").start();

    }
}

class Phone4{
    //static 静态方法 类一加载就有了！锁的是Class模板类
    //锁的是类模板
    public static synchronized void sendSms(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("发短信");
    }
    //普通同步方法  锁的调用者
    public synchronized void call(){
        System.out.println("打电话");
    }
 }

小结
new this 具体的一个手机
new class 唯一的一个模板

6、集合类不安全

package com.hzy.juc.unsafe;

import java.lang.reflect.Array;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

//java.util.ConcurrentModificationException
public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {
        //并发下ArrayList 不安全的
        /**
         * 解决方案：
         * 1、List<String> list = new Vector<>();
         * 2、List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
         * 3、List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
         * */
        /*
        * CopyOnWrite 写入时复制 COW 计算机设计领域的一种优化策略
        * 多个线程调用的时候，list,读取的时候，固定的，写入(覆盖)
        * 读写分离
        * CopyOnWriteArrayList 比 Vector  NB在哪里？
        * */
        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 0; i <= 10; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(list);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

学习方法推荐：先会用、货比3家，寻找其他解决方案、分析源码

Set不安全

package com.hzy.juc.unsafe;

import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
//java.util.ConcurrentModificationException
public class SetTest {
    public static void main(String[] args) {
        Set set1= Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
        Set set2= new CopyOnWriteArraySet();
        Set<String> set=new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                set.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(set);
                },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

HashSet的底层是什么？（底层就是HashMap）

    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }
    //add set  本质就是map key是无法重复的
    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
    private static final Object PRESENT = new Object();//不变的值

Map不安全

package com.hzy.juc.unsafe;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;

public class MapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //map 是这样用的吗？不是，工作中不用HashMap
        //默认等价于什么？new HashMap<>(16,0.75);
        Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
        //加载因子0.75，初始化容量16
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            new Thread(()->{
                map.put(Thread.currentThread().getName(), UUID.randomUUID().toString().substring(0,5));
                System.out.println(map);
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

ConcurrentHashMap是采用分段锁的技术！线程安全！

7、Callable(简单)

Callable接口类似于Runnable ，因为它们都是为其实例可能由另一个线程执行的类设计的。然而，A Runnable不返回结果，也不能抛出被检查的异常。

可以有返回值
可以抛出异常
方法不同,run()/ call()
代码测试

package com.hzy.juc.callable;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class CallableTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
//        new Thread(new MyThread()).start();
        MyThread myThread=new MyThread();
        FutureTask futureTask=new FutureTask(myThread);
        new Thread(futureTask,"A").start();//怎么启动Callable，结果有缓存
        System.out.println(futureTask.get());//get方法可能会产生阻塞
    }
}
//Callable<T>的泛型代表方法的返回值
class MyThread implements Callable<String> {

    @Override
    public String call() throws Exception {
        System.out.println("call()");
        return "Callable";
    }
}

细节：

有缓存
结果可能需要等待，会阻塞！

8、常用的辅助类

CountDownLatch

减法计数器

package com.hzy.juc.add;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //总数是6,必须要执行任务的时候，再使用！
        CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(6);
        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"go out");
                countDownLatch.countDown();
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        countDownLatch.await();//等待计数器归0然后再向下执行
        System.out.println("Close Door");
    }
}

原理：
countDownLatch.countDown(); //数量-1
countDownLatch.await();//等待计数器归0然后再向下执行
每次有线程调用countDown数量-1，假设计数器归0，才会执行await会的代码

CyclicBarrier

加法计数器

package com.hzy.juc.add;

import com.hzy.juc.pc.C;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierDemo {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 集齐7颗龙珠召唤神龙
         * 召唤龙珠的线程
         * */
        CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(7,()->{
            System.out.println("召唤神龙成功！");
        });
        for (int i = 1; i <= 7 ; i++) {
            final int temp=i;
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"收集了"+temp+"颗龙珠");
                try {
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

Semaphore(信号量)

package com.hzy.juc.add;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //线程数量：停车位,限流
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        for (int i = 1; i <= 6; i++) {
            new Thread(()->{
                //acquire()得到
                try {
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到车位");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"释放车位");

                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    //release()释放
                    semaphore.release();
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

原理
semaphore.acquire();获取，假设已经满了，等待被释放为止！
semaphore.release();释放，会将当前的信号量释放+1，然后唤醒等待的线程
作用：多个共享资源互斥的使用！并发限流，控制最大的线程数！

9、读写锁

在这里插入图片描述

package com.hzy.juc.rw;

import jdk.internal.org.objectweb.asm.Handle;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * 独占锁(写锁)一次只能有一个线程占有
 * 共享锁(读锁)一次可以有多个线程占有
 * ReadWriteLock
 * 读-读  可以共存
 * 写-读  不能共存
 * 写-写  不能共存
 * */
public class ReadWriteLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyCacheLock myCache=new MyCacheLock();
//        存
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            final int temp=i;
            new Thread(()->{
                myCache.put(temp+"",temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }
//        取
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            final int temp=i;
            new Thread(()->{
                myCache.get(temp+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

class MyCacheLock{
    private volatile Map<String,Object> map=new HashMap<>();
//    读写锁：更加细粒度的操作
    private ReadWriteLock readWriteLock=new ReentrantReadWriteLock();
    //存，写入的时候，只希望同时只有一个线程写
    public void put(String key,Object value){
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);
            map.put(key,value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入OK");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }
    }
    //取，读的时候所有人都可以读
    public void get(String key){
        readWriteLock.readLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);
            Object value = map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取OK");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }
    }
}
class MyCache{
    private volatile Map<String,Object> map=new HashMap<>();
    public void put(String key,Object value){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入"+key);
        map.put(key,value);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"写入OK");
    }
    public void get(String key){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取"+key);
        Object value = map.get(key);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取OK");
    }
}

独占锁就是写锁，共享锁就是读锁

10、阻塞队列

在这里插入图片描述阻塞队列
BlockingQueue不是新的东西
什么情况下我们会使用阻塞队列：多线程并发处理，线程池！
学会使用队列
添加，移除
四组API
1、抛出异常
2、不会抛出异常
3、阻塞等待
4、超时等待

/*抛出异常*/
    public static void test1(){
        //队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue=new ArrayBlockingQueue(3);
        System.out.println(blockingQueue.add("a"));
        System.out.println(blockingQueue.add("b"));
        System.out.println(blockingQueue.add("c"));
        System.out.println(blockingQueue.element());//判断当前队首是谁
        //抛出异常： Queue full
        //System.out.println(blockingQueue.add("d"));
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        System.out.println(blockingQueue.remove());
        //抛出异常：java.util.NoSuchElementException
        //System.out.println(blockingQueue.remove());
    }

    /*有返回值，没有异常*/
    public static void test2(){
        //队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue=new ArrayBlockingQueue(3);
        System.out.println(blockingQueue.offer("a"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("b"));
        System.out.println(blockingQueue.offer("c"));
        System.out.println(blockingQueue.peek());//检测队首元素
        //System.out.println(blockingQueue.offer("d"));//不抛出异常，false
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        //System.out.println(blockingQueue.poll());//不抛出异常，null
    }

    /*等待，阻塞(一直阻塞)*/
    public static void test3() throws InterruptedException {
        //队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue=new ArrayBlockingQueue(3);
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");
        //队列没有位置了，一直阻塞，直到有空位
        //blockingQueue.put("d");

        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());
        System.out.println(blockingQueue.take());

        //队列没有元素了，一直阻塞，直到有元素
        //System.out.println(blockingQueue.take());
    }

    /*等待，阻塞(等待超时)*/
    public static void test4() throws InterruptedException {
        //队列的大小
        ArrayBlockingQueue blockingQueue=new ArrayBlockingQueue(3);
        blockingQueue.offer("a");
        blockingQueue.offer("b");
        blockingQueue.offer("c");
        blockingQueue.offer("d",2, TimeUnit.SECONDS);//等待超过两秒没空位就退出

        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll());
        System.out.println(blockingQueue.poll(2, TimeUnit.SECONDS));//超过两秒就放弃
    }

SynchronousQueue同步队列
没有容量
进去一个元素，必须等待取出来之后，才能向里面再放一个元素

package com.hzy.juc.bq;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
* 同步队列
 * 和其他的BlockingQueue不一样， SynchronousQueue不存储元素
* */
public class SynchronousQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<String> synchronousQueue= new SynchronousQueue();
        new Thread(()->{
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+"put 1");
                synchronousQueue.put("1");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+"put 2");
                synchronousQueue.put("2");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+"put 3");
                synchronousQueue.put("3");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"T1").start();
        new Thread(()->{
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+synchronousQueue.take());
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+synchronousQueue.take());
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+synchronousQueue.take());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        },"T2").start();
    }
}

11、线程池(重点)

线程池：三大方法，7大参数，4种拒绝策略

池化技术

程序的运行，本质：占用系统的资源！优化资源的使用！=>池化技术

线程池、连接池、内存池、对象池。。。
池化技术：事先准备好一些资源，有人要用，就来我这里拿，用完之后还给我

线程池的好处：

降低资源的消耗
提高响应的速度
方便管理
线程复用，可以控制最大并发数、管理线程

三大方法

package com.hzy.juc.pool;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
//Executors工具类、3大方法
//使用了线程池之后，使用线程池来创建线程
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
//        ExecutorService threadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();//单个线程
//        ExecutorService threadExecutor = Executors.newFixedThreadPool(5);//创建一个固定的线程池的大小
        ExecutorService threadExecutor = Executors.newCachedThreadPool();//可伸缩的，遇强则强，遇弱则弱
        try {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
//            使用了线程池之后，使用线程池来创建线程
                threadExecutor.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
                });
            }
        } finally {
//        线程池用完需要关闭
            threadExecutor.shutdown();
        }
    }
}

7大参数

	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(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }
    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,//约等于21亿 oom
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

本质：调用ThreadPoolExecutor（）

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//核心线程池大小
                              int maximumPoolSize,//最大核心线程大小
                              long keepAliveTime,//超时了没有人调用就会释放
                              TimeUnit unit,//超时单位
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,//阻塞队列
                              ThreadFactory threadFactory,//线程工厂，创建线程的的，一般不用动
                              RejectedExecutionHandler handler //拒绝策略) {
        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;
    }

在这里插入图片描述

手动创建一个线程池

package com.hzy.juc.pool;

import com.sun.org.apache.xerces.internal.dom.AbortException;

import java.util.concurrent.*;
/**
 *new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()//银行满了，还有人进来，不处理这个人的，抛出异常
 *new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()//哪来的去哪里，mainok(main线程执行)
 *new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()//队列满了，丢掉任务，不会抛出异常
 *new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()//队列满了，尝试去和最早的竞争(输了丢掉)，也不会抛出异常
 * */
//Executors工具类、3大方法
//使用了线程池之后，使用线程池来创建线程
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
//        自定义线程池！工作 ThreadPoolExecutor
        ExecutorService threadExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                5,
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()//队列满了，尝试去和最早的竞争(输了丢掉)，也不会抛出异常
        );
        try {
//            最大承载：Deque+max
//            超出最大承载：RejectedExecutionException
            for (int i = 1; i <= 9; i++) {
//            使用了线程池之后，使用线程池来创建线程
                threadExecutor.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
                });
            }
        } finally {
//        线程池用完需要关闭
            threadExecutor.shutdown();
        }
    }
}

4种拒绝策略

/**
 *new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()//银行满了，还有人进来，不处理这个人的，抛出异常
 *new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()//哪来的去哪里，mainok(main线程执行)
 *new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()//队列满了，丢掉任务，不会抛出异常
 *new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()//队列满了，尝试去和最早的竞争(输了丢掉)，也不会抛出异常
 * */

小结和扩展

池的最大的大小如果去设置
了解：IO密集型，CPU密集型；(调优)

package com.hzy.juc.pool;
import com.sun.org.apache.xerces.internal.dom.AbortException;
import java.util.concurrent.*;
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
//        自定义线程池！工作 ThreadPoolExecutor
        /*最大线程到底如何定义
        * 1、CPU 密集型 几核CPU就定义为几，可以保证CPU效率最高
        * 2、IO 密集型 大于 判断你程序中十分耗IO的线程
        * 程序  15个大型任务 IO十分占用资源！
        * */
        //获取CPU的核数
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
        ExecutorService threadExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()//队列满了，尝试去和最早的竞争(输了丢掉)，也不会抛出异常
        );
        try {
//            最大承载：Deque+max
//            超出最大承载：RejectedExecutionException
            for (int i = 1; i <= 9; i++) {
//            使用了线程池之后，使用线程池来创建线程
                threadExecutor.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
                });
            }
        } finally {
//        线程池用完需要关闭
            threadExecutor.shutdown();
        }
    }
}

12、四大函数式接口(必须掌握)

新时代的程序员：lambda表达式，链式编程，函数式接口，Stream流式计算

函数式接口：只有一个方法的接口

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}
//超级多FunctionalInterface
//简化编程模型，在新版本的框架底层大量应用！
//foreach(消费者类型的函数式接口)

Consumer，Function，Predicate，Supplier四大函数式接口

代码测试

Function函数式接口

package com.hzy.juc.function;
import java.util.function.Function;
/**
 * Function函数型接口,有一个输入参数，有一个输出
 * 只要是函数式接口，可以用lombda简化
 * */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //自定义工具类，输出输入的值
//        Function<String,String> function = new Function<String,String>() {
//            @Override
//            public String apply(String str) {
//                return str;
//            }
//        };
        Function<String,String> function=(str)->{return str;};
        System.out.println(function.apply("hzy"));
    }
}

Predicate 断定型接口：有一个输入参数，返回值只能是布尔值

package com.hzy.juc.function;

import java.util.Optional;
import java.util.function.Predicate;
/**
 * 断定型接口：有一个输入参数，返回值只能是布尔值
 * */
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        Predicate<String> predicate=(o)->{return o.isEmpty();};
        System.out.println(predicate.test(""));
    }
}

Consumer消费型接口

package com.hzy.juc.function;

import java.util.function.Consumer;

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        Consumer<String> consumer=(str)->{
            System.out.println(str);
        };
        consumer.accept("hello");
    }
}

Supplier供给型接口

package com.hzy.juc.function;

import java.util.function.Supplier;

public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<String> supplier=()->{return "Hello";};
        System.out.println(supplier.get());
    }
}

13、Stream流式计算

什么是Stream流式计算

大数据：存储+计算
存储：集合、MySQL本质就是存储东西的；
计算都应该交给流来操作！

package com.hzy.juc.stream;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        User u1=new User("1",18,"zhangsan1");
        User u2=new User("2",19,"zhangsan2");
        User u3=new User("3",20,"zhangsan3");
        User u4=new User("4",21,"zhangsan4");
        User u5=new User("5",22,"zhangsan5");
        //集合就是存储
        List<User> users = Arrays.asList(u1, u2, u3, u4, u5);
        //计算交给Stream流
        //链式编程
        users.stream().filter(u->{return u.getAge()>=19;})//过滤
                .map(u->{return u.getName().toUpperCase();})//转大写
                .sorted((uu1,uu2)->{return uu2.compareTo(uu1);})//排序
                .limit(1)//显示多少条数据
                .forEach(System.out::println);
    }
}

14、ForkJoin

什么是ForkJoin

ForkJoin在JDK1.7，并行执行任务！提高效率，大数据！
大数据：Map Reduce（把大任务拆分成小任务）

ForkJoin特点：工作窃取
这个里面维护的都是双端队列

ForkJoin操作

在这里插入图片描述

package com.hzy.juc.forkjoin;

import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/**
 * 求和计算的任务
 * 3000 6000(ForkJoin) 9000(Stream并行流)
 * 如何使用forkJoin
 * 1.forkJoinPool通过它来执行
 * 2.计算任务forkJoinPool.execute(ForkJoinTask task)
 * 3.计算类继承RecursiveTask
 * */
public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {
    private Long start;
    private Long end;
    private Long temp=100000L;

    public ForkJoinDemo(Long start, Long end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    @Override
    protected Long compute() {
        if((end-start)<temp){
            Long sum=0L;
            for (Long i = start; i < end; i++) {
                sum+=i;
            }
            return sum;
        }else{
            //分并计算 forkjoin 递归
            long middle = (start + end) / 2;//中间值
            ForkJoinDemo task1 = new ForkJoinDemo(start, middle);
            task1.fork();//拆分任务，把任务压入线程队列
            ForkJoinDemo task2 = new ForkJoinDemo(middle+1, end);
            task2.fork();
            return task1.join()+ task2.join();
        }
    }
}

进行代码测试

package com.hzy.juc.forkjoin;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.stream.LongStream;
/*
* 同一个任务，别人
* */
//3000 6000(ForkJoin) 9000(Stream并行流)
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        //test1();//18515
        //test2();//16583
        test3();//1565
    }
    public static void test1(){
        long start=System.currentTimeMillis();
        Long sum=0L;
        for (Long i = 1L; i <= 10_0000_0000; i++) {
            sum+=i;
        }
        long end=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+sum +"时间："+(end-start));
    }
    public static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {
        long start=System.currentTimeMillis();
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Long> forkJoinDemo = new ForkJoinDemo(0L, 10_0000_0000L);
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(forkJoinDemo);
        Long sum = submit.get();
        long end=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+sum+"时间："+(end-start));
    }
    public static void test3(){
        long start=System.currentTimeMillis();
        //Stream并行流
        Long sum=LongStream.rangeClosed(0L,10_0000_0000L).parallel().reduce(0,Long::sum);
        long end=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("sum="+sum+"时间："+(end-start));
    }
}

15、异步回调

Future设计的初衷，对将来的某个事件的结果进行建模
可以想象成Ajax

package com.hzy.juc.future;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

//异步调用：CompletableFuture
/**
 * 异步执行
 * 成功回调
 * 失败回调
 * */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        //没有返回值的runAsync异步回调
//        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("1111111");
//        completableFuture.get();//获取阻塞执行结果
        //有返回值的异步回调 supplyAsync 异步回调
        //ajax：成功和失败的回调
        //返回的错误信息;
        CompletableFuture<Integer> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"supplyAsync"+":Integer");
            return 1024;
        });
        System.out.println(completableFuture.whenComplete((t, u) -> {
            //t：正常的返回结果
            //u：错误信息
            System.out.println(t + "\t" + u);
        }).exceptionally((e) -> {
            e.getMessage();//打印错误信息
            return 233;// 可以获取到错误的返回结果
        }).get());
    }
}

16、JMM

请你谈谈你对Volatile

Volatile是java虚拟机提供的轻量级的同步机制！

保证可见性
不保证原子性
禁止指令重排

什么是JMM

JMM：java内存模型，不存在的东西，概念！约定！
关于JMM的一些同步的约定

线程解锁前，必须把共享变量立刻刷回主存！
线程加锁前，必须读取主存中的最新值到工作内存中！
加锁和解锁是同一把锁！

线程 工作内存主内存

8种操作
内存交互操作有8种，虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的，不可在分的（对于double和long类型的变量来说，load、store、read和write操作在某些平台上允许例外）

    lock     （锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为线程独占状态
    unlock （解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定
    read    （读取）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用
    load     （载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主存中变量放入工作内存中
    use      （使用）：作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的变量传输给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值，就会使用到这个指令
    assign  （赋值）：作用于工作内存中的变量，它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中
    store    （存储）：作用于主内存中的变量，它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便后续的write使用
    write 　（写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中

JMM对这八种指令的使用，制定了如下规则：

    不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须write
    不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存
    不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
    一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作
    一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解锁
    如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新load或assign操作初始化变量的值
    如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
    对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存

问题：程序不知道主内存的值已经被修改过了

17、Volatile

1.保证可见性

package com.hzy.juc.tvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JMMDemo {
    //不加volatile程序就会死循环！
    //加volatile可以保证可见性！
    private volatile static int num=0;
    public static void main(String[] args) {//main
        new Thread(()->{ //线程1 对主内存的变化不知道的
            while (num==0){

            }
        }).start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        num=1;
        System.out.println(num);
    }
}

2.不保证原子性

原子性：不可分割
线程A在执行任务的时候，不能被打扰的，也不能被分割，要么同时成功，要么同时失败

package com.hzy.juc.tvolatile;

/**
 * 不保证原子性
 * */
public class VDemo02 {
    //volatile  不保证原子性
    private volatile static int num=0;
    public static void add(){
        num++;
    }
    public static void main(String[] args) {
        //理论上num结果应该为2万
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }
        while (Thread.activeCount()>2){//mian gc
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+num);
    }
}

如果不可lock和synchronized,怎么样保证原子性
在这里插入图片描述使用原子类，解决原子性问题

package com.hzy.juc.tvolatile;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 不保证原子性
 * */
public class VDemo02 {
    //volatile  不保证原子性
    //原子类的Integer
    private volatile static AtomicInteger num=new AtomicInteger(0);
    public static void add(){
        //num++;//不是一个原子性操作
        num.getAndIncrement();//AtomicInteger加1方法，CAS
    }
    public static void main(String[] args) {
        //理论上num结果应该为2万
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }
        while (Thread.activeCount()>2){//mian gc
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+num);
    }
}

这些类的底层都直接和操作系统挂钩！在内存中修改值！Unsafe类是一个很特殊的存在！

指令重排

什么是指令重排：你写的程序，计算机并不是按照你写的那样去执行的！
源代码—>编译器优化的重排–>指令并行也可能会重排—>内存系统也会重排—>执行
在这里插入图片描述不可能

volatile可以避免指令重排
内存屏障。CPU指令。作用：
1.保证特定的操作的执行顺序
2.可以保证某些变量的内存可见性(利用这些特性volatile实现了可见性)
Volatile是可以保证可见性，不能保证原子性，由于内存屏障，可以保证避免指令重排的现象产生！
在单例模式使用最多

18、彻底玩转单例模式

饿汉式 DCL懒汉式，深究！

饿汉式

package com.hzy.juc.single;

//饿汉式单例
public class Hungry {
    //可能会浪费空间
    private byte[] data1=new byte[1024*1024];
    private byte[] data2=new byte[1024*1024];
    private byte[] data3=new byte[1024*1024];
    private byte[] data4=new byte[1024*1024];

    private Hungry(){

    }
    private final static Hungry HUNGRY=new Hungry();
    public static Hungry getInstance(){
        return HUNGRY;
    }
}

DCL懒汉式

package com.hzy.juc.single;

import java.lang.reflect.Constructor;

//懒汉式单例
//道高一尺，魔高一丈
public class LazyMan {
    private static boolean bool=false;
    private volatile static LazyMan lazyMan;
    private LazyMan(){
        synchronized (LazyMan.class){
            if(bool==false){
                bool=true;
            }else{
                throw new RuntimeException("不要试图使用反射");
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
    }
    //双重检测锁模式的懒汉式单例  DCL懒汉式
    public static LazyMan getInstance(){
        if(lazyMan==null){
            synchronized (LazyMan.class){
                if (lazyMan==null){
                    lazyMan=new LazyMan();//不是一个原子性操作
                    /*
                    * 1.分配内存空间
                    * 2.执行构造方法，初始化对象
                    * 3.把这个对象指向这个空间
                    * */
                }
            }
        }
        return lazyMan;
    }
    // 反射
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //LazyMan instance = LazyMan.getInstance();

        Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        LazyMan instance = declaredConstructor.newInstance();
        LazyMan lazyMan2 = declaredConstructor.newInstance();
        System.out.println(instance);
        System.out.println(lazyMan2);

    }
}

静态内部类

package com.hzy.juc.single;
//静态内部类
public class Holder {
    private Holder(){

    }
    public static Holder getInstance(){
        return InnerClass.HOLDER;
    }
    public static class InnerClass{
        private static final Holder HOLDER=new Holder();
    }
}

单例不安全

枚举有参构造搞定

package com.hzy.juc.single;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

//enum 是一个什么？本身也是一个Class类
public enum EnumSingle {
    INSTANCE;
    public EnumSingle getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}
class Test{
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        EnumSingle instance1 = EnumSingle.INSTANCE;

        Constructor<EnumSingle> declaredConstructor = EnumSingle.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        EnumSingle enumSingle1 = declaredConstructor.newInstance();
        EnumSingle enumSingle2 = declaredConstructor.newInstance();
        System.out.println(enumSingle1);
        System.out.println(enumSingle2);

    }
}

19、深入理解CAS

什么是CAS

大厂你必须深入研究底层！有所突破！修内功，操作系统，计算机网络原理

package com.hzy.juc.cas;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CASDemo {
    //CAS  compareAndSet比较并交换
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger(2020);
        //期望，更新
//    public final boolean compareAndSet(int expect, int update)
        //如果我期望的值达到了，那么就更新，否则就不更新,CAS 是CPU的并发原语！
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());
        //atomicInteger.getAndIncrement();


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

Unsafe类
CAS：比较当前工作内存中的值和主内存中的值，如果这个值是期望的，那么则执行操作！如果不是就一直循环
缺点：

由于底层是自旋锁，它的旋转会浪费时间！
一次只能保证一个共享变量的原子性
ABA问题

CAS：ABA问题(狸猫换太子)

package com.hzy.juc.cas;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CASDemo {
    //CAS  compareAndSet比较并交换
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger(2020);

        //期望，更新
        //    public final boolean compareAndSet(int expect, int update)
        //如果我期望的值达到了，那么就更新，否则就不更新,CAS 是CPU的并发原语！
        //==============捣乱的线程==============
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
        System.out.println(atomicInteger.get());
        //atomicInteger.getAndIncrement();

        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2020));
        System.out.println(atomicInteger.get());
        //==============期望的线程==============
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 6666));
        System.out.println(atomicInteger.get());
    }
}

20、原子操作

解决ABA问题，引入原子引用！对应的思想：乐观锁！

就是带版本号的原子操作

package com.hzy.juc.cas;

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;

public class CASDemo {
    //CAS  compareAndSet比较并交换
    public static void main(String[] args) {
        //AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger(2020);

        //AtomicStampedReference注意，如果泛型是一个包装类，注意对象的引用问题
        //正常在业务操作，这里面比较的都是一个人对象
        AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference<>(1, 1);

        new Thread(()->{
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();//获得版本号
            System.out.println("A1=>"+stamp);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            atomicStampedReference.compareAndSet(1,2,atomicStampedReference.getStamp(),atomicStampedReference.getStamp()+1);
            System.out.println("A2=>"+atomicStampedReference.getStamp());
            atomicStampedReference.compareAndSet(2,1,atomicStampedReference.getStamp(),atomicStampedReference.getStamp()+1);
            System.out.println("A3=>"+atomicStampedReference.getStamp());

        },"A").start();


        //乐观锁的原理相同
        new Thread(()-> {
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();//获得版本号
            System.out.println("B1=>" + stamp);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            atomicStampedReference.compareAndSet(1, 6, stamp, stamp + 1);
            System.out.println("B2=>" + atomicStampedReference.getStamp());
        },"B").start();
    }
}

注意点：
在这里插入图片描述

21、各种锁的理解

公平锁、非公平锁
公平锁：非常公平，不能插队，必须先来后到！
非平锁：非常不公平，可以插队（默认都是非公平的）

	//非公平
    public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
    }

如果想设置公平锁(使用Lock锁的重载方法)
Lock lock=new ReentrantLock(true);

	//公平锁
    public ReentrantLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
    }

可重入锁
可重入锁(递归锁)

synchronized版

package com.hzy.juc.lock;
//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();//这里也有锁
    }
    public synchronized void call(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"call");

    }
}

lock版

package com.hzy.juc.lock;

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

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"A").start();
        new Thread(()->{
            phone.sms();
        },"B").start();


    }
}
class Phone2{
    Lock lock=new ReentrantLock();
    public void sms(){
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"sms");
            call();//这里也有锁
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public void call(){
        lock.lock();//细节问题
        //lock锁必须配对一把钥匙，否则就会死在里面
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"call");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

自旋锁

不断的尝试，直到成功为止
自定义自旋锁

package com.hzy.juc.lock;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

/**
 * 自旋锁
 * */
public class SpinlockDemo {
    //Thread null
    AtomicReference<Thread> atomicReference=new AtomicReference<>();
    //加锁
    public void myLock(){
        Thread thread=Thread.currentThread();
        System.out.println(thread.getName()+"==>"+"myLock");
        //自旋锁
        while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){

        }
    }
    //解锁
    public void myUnLock(){
        Thread thread=Thread.currentThread();
        System.out.println(thread.getName()+"==>"+"myUnLock");
        atomicReference.compareAndSet(thread,null);
    }
}

使用自旋锁

package com.hzy.juc.lock;

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

public class TestSpinLock {
    public static void main(String[] args) {
        //底层使用的自旋锁
        SpinlockDemo spinlockDemo=new SpinlockDemo();

        new Thread(()->{
            spinlockDemo.myLock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                spinlockDemo.myUnLock();
            }

        },"T1").start();
        new Thread(()->{
            spinlockDemo.myLock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                spinlockDemo.myUnLock();
            }

        },"T2").start();
    }
}

在这里插入图片描述
4. 死锁

死锁是什么
死锁的四个必要条件和解决办法
死锁测试，怎么样排除死锁！

package com.hzy.juc.lock;

import org.omg.PortableServer.THREAD_POLICY_ID;

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);
            }
        }
    }
}

解决问题

使用jps -l定位进程号
使用jstack 进程号查看堆栈信息，找到死锁问题
面试，工作中！排查问题：
1、日志 90%的人会回答
2、堆栈 10%的人会回答

程序员之窝

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JUC详解

1.什么是JUC(面试高频)

2.线程和进程

线程有几种状态？

3.Lock锁（重点）

4.生产者和消费者问题

5、8锁现象

6、集合类不安全

7、Callable(简单)

8、常用的辅助类

9、读写锁

10、阻塞队列

11、线程池(重点)

12、四大函数式接口(必须掌握)

13、Stream流式计算

14、ForkJoin

15、异步回调

16、JMM

17、Volatile

18、彻底玩转单例模式

19、深入理解CAS

20、原子操作

21、各种锁的理解

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