多线程（四）
在开始讲之前，我们先来回顾回顾前三篇所讲过的内容~
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线程的概念
并发编程，多进程，比较重，频繁创建销毁，开销大
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Thread的使用- 创建线程
- 继承
Thread - 实现
Runnable - 继承
Thread（匿名内部类） - 实现
Runnable（匿名内部类） - 使用
lambda'
- 继承
Thread中的重要性- 启动线程
start - 终止线程
isInterrupted() interrupt()=>本质上是让线程快点执行完入口方法 - 等待线程
joina.join()让调用这个方法的线程等待a线程的结束 - 获取线程引用
- 休眠线程
- 创建线程
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线程状态（方便快速判定当前程序执行的情况）
NEWTERMINATEDRUNNABLETIMED_WAITINGWAITINGBLOCKED
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线程安全
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演示线程不安全的例子：两个线程自增5w次
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原因：
- 操作系统对于线程的调度是随机的
- 多个线程同时修改同一个量
- 修改操作不是原子性的
- 内存可见性
- 指令重排序
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解决：加锁 =>
synchronizedsynchronized修饰的是一个代码块同时指定一个锁对象
进入代码块的时候，对该对象进行加锁
出了代码块的时候，对该对象进行解锁
锁对象：
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锁对象到底用哪个对象是无所谓的，对象是谁不重要；重要的是两线程加锁的对象是否是同一个对象
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这里的意义/规则，有且只有一个
当两个线程同时尝试对一个对象加锁，此时就会出现“锁冲突”/“锁竞争”，一旦竞争出现，一个线程能够拿到锁，继续执行代码；一个线程拿不到锁，就只能阻塞等待，等待前一个线程释放锁之后，他才有机会拿到锁，继续执行~
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这样的规则，本质上就是把“并发执行” => “串行执行”，这样就不会出现“穿插”的情况了。
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synchronized 关键字
互斥
续上文最后，synchronized除了修饰代码块之外，还可以修饰一个实例方法，或者一个静态方法
class Counter{
public int count;
synchronized public void increase(){
count++;
}
public void increase2(){
synchronized (this) {
count++;
}
}
synchronized public static void increase3(){
}
public static void increase4(){
synchronized (Counter.class){
}
}
}
// synchtonized 使用方法
public class Demo14 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Counter counter = new Counter();
Thread t1 = new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
counter.increase();
}
});
Thread t2 = new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
counter.increase();
}
});
t1.start();
t2.start();
t1.join();
t2.join();
System.out.println(counter.count);
}
}
synchronized用的锁是存在Java对象头里的。
何为对象头呢？
Java的一个对象，对应的内存空间中，除了你自己定义的一些属性之外，还有一些自带的属性
在对象头中，其中就会有属性表示当前对象是否已经加锁了
刷新内存
synchronized的工作过程：
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获得互斥锁
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从主内存拷贝变量的最新副本到工作的内存
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执行代码
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将更改后的共享变量的值刷新到主内存
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释放互斥锁
但是目前刷新内存这一块知识各种说法都有，目前也难以通过实例验证，pass~
可重入
synchronized：重要的特性，可重入的
所谓的可重入锁，指的就是，一个线程连续针对一把锁，加锁两次，不会出现死锁。满足这个需求就是“可重入锁”，反之就是“不可重入锁”。
下面见图：
上述的现象，很明显就是一个bug,但是我们在日常开发中，又难以避免出现上述的代码~例如下面这样的案例：
public class Demo15 {
private static Object locker = new Object();
public static void func1(){
synchronized (locker){
func2();
}
}
public static void func2(){
func3();
}
public static void func3(){
func4();
}
public static void func4(){
synchronized (locker){
}
}
public static void main(String[] args) {
}
}
要解决死锁问题，我们可以将synchronized设计成可重入锁，就可以有效解决上述的死锁问题~
就是让锁记录一下，是哪个线程给它锁住的，后续再加锁的时候，如果加锁线程就是持有锁的线程，就直接加锁成功~
用一个例子来理解：
你向一个哥们表白，我爱你，成功了，他接受你了，也就是你对他加锁成功了，同时他也会记得你就是她的男朋友~
过了几天，你又对他说，宝贝我爱你，这时候的那个哥们当然也不会拒绝，反而会更加基情~
不过要是换成别人，结果肯定就是不一样的（排除绿你的情况~）
这里提出个问题：
synchronized（locker）{
synchronized（locker）{
........................
}②
}①
- 在上述代码中，
synchronized是可重入锁，没有因为第二次加锁而死锁，但是当代码执行到}②，此时锁是否应该释放？
**不能！！！**因为如果释放了锁，很可能就会导致②和①之间的一些代码逻辑无法执行，也就起不到锁保护代码的作用了~
- 进一步，如果上述的锁有n层，释放时机该怎么判断？
无论此处有多少层，都是要在最外层才能释放锁~~
引用计数
锁对象中，不光要记录谁拿到了锁，还要记录，锁被加了几次
每加锁一次，计数器就+1.
每解锁一次，计数器就·1.
出了最后一个大括号，恰好就是减成0了，才真正释放锁
死锁
那么上面我们讲解了死锁的一种情况，一个线程针对一把锁，加锁两次。
接下来下面我们继续介绍死锁的情况~
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一个线程针对一把锁，加锁两次，如果是不可重入锁，就会死锁~
（
synchronized不会出现，但是隔壁C++的std::mutex就是不可重入锁，就会出现死锁） -
两个线程（
t1、t2），两把锁（A、B）（此时无论是不是不可重入锁，都会死锁）举个例子：钥匙锁车里，车钥匙锁家里~
t1获取锁A，t2获取锁Bt1尝试获取B,t2尝试获取A
实例代码
// 死锁 public class Demo16 { private static Object locker1 = new Object(); private static Object locker2 = new Object(); //此处的sleep很重要，要确保 t1 和 t2 都分别拿到一把锁之后，再进行后续动作 public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(()->{ synchronized (locker1){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (locker2){ System.out.println("t1 加锁成功"); } } }); Thread t2 = new Thread(()->{ synchronized (locker2){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (locker1){ System.out.println("t2 加锁成功"); } } }); t1.start(); t2.start(); } }
死锁现象出现
我们可以在
jconsole.exe中看看线程情况~
同时也要注意，死锁代码中
两个synchronized是嵌套关系，不是并列关系.
嵌套关系说明：是在占用一把锁的前提下，获取另一把锁.（则是可能出现死锁）
并列关系，则是先释放前面的锁，再获取下一把锁.（不会死锁的） -
N个线程，M把锁（相当于2的扩充）
此时这个情况，更加容易出现死锁了。
下面给出一个经典例子：哲学家就餐问题
死锁，是属于比较严重的
bug，会直接导致线程卡住，也就无法执行后续的工作了~那么我们应该怎么避免死锁？
死锁的成因
那么首先我们要了解死锁的成因：
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互斥使用。（锁的基本特性）
当线程持有一把锁之后，另一个线程也想获取到锁，那么就需要阻塞等待、
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不可抢占。（锁的基本特性）
当锁已经被 线程 1 拿到之后，线程 2 只能等 线程 1 主动释放，不可以强行抢过来
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请求保持。（代码结构）
一个线程尝试获取多把锁。（先拿到 锁1 之后，再尝试获取 锁2 ，获取的时候， 锁1 不会被释放）
这种也就是典型的吃着碗里的，看着锅里的
public class Demo16 { private static Object locker1 = new Object(); private static Object locker2 = new Object(); //此处的sleep很重要，要确保 t1 和 t2 都分别拿到一把锁之后，再进行后续动作 public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(()->{ synchronized (locker1){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (locker2){ System.out.println("t1 加锁成功"); } } }); Thread t2 = new Thread(()->{ synchronized (locker2){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (locker1){ System.out.println("t2 加锁成功"); } } }); t1.start(); t2.start(); } } -
循环等待 / 环路等待（代码结构）
等待的依赖关系，形成环了~
也即是上面那个例子，钥匙锁车里，车钥匙锁家里
实际上，要想出现死锁，也不是个容易事情
因为得把上面4条都占了.
(不幸的是，1和2是锁本身的特性，只要代码中，把3和4占了，死锁就容易出现了)
所以说，解决死锁，核心就是破坏上述必要条件，死锁就形成不了~
针对上述的四种成因，1和 2是破坏不了的，因为synchronized自带特性，我们是无法干预 滴~
对于3来说，就是调整代码结构，避免编写“锁嵌套”逻辑
对于4来说，可以约定加锁的顺序，就可以避免循环等待
所以针对上面的哲学家就餐问题，我们可以采取：针对锁进行编号
比如说约定，加多一把锁的时候，先加编号小的锁，后加编号大的锁（所有线程都要遵守这个规则）
这样的话，循环等待就会被解除，死锁也不会出现了~
回到上述我们讲的synchronized关键字
在使用规则上，并不复杂，只要抓住一个原则：两个线程针对同一个对象加锁，就会产生锁竞争.
但是在底层原理上，synchronized还有不少值得讨论的地方.接下来会展开讲讲~
至此，多线程（四）讲解到这，接下来会持续更新，敬请期待~
