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并发编程01：基础篇

article 2024/9/21 8:43:19

1.1 线程基础

1把锁：synchronized
2个并：
- 并行（concurrent）：是在同一实体上的多个事件，是在一台机器上“同时”处理多个任务，同一时刻，其实是只有一个事情再发生。
- 并发（parallel）：是在不同实体上的多个事件，是在多台处理器上同时处理多个任务，同一时刻，大家都在做事情，你做你的，我做我的，各干各的。
3个程：
- 进程：在系统中运行的一个应用程序，每个进程都有它自己的内存空间和系统资源
- 线程：也被称为轻量级进程，在同一个进程内会有1个或多个线程，是大多数操作系统进行时序调度的基本单元。
- 管程：Monitor（锁），也就是我们平时所说的锁。Monitor其实是一种同步机制，它的义务是保证（同一时间）只有一个线程可以访问被保护的数据和代码，JVM中同步是基于进入和退出监视器（Monitor管程对象）来实现的，每个对象实例都会有一个Monitor对象，Monitor对象和Java对象一同创建并销毁，底层由C++语言实现。
线程分类（一般不做特别说明配置，默认都是用户线程）：
- 用户线程：是系统的工作线程，它会完成这个程序需要完成的业务操作。
- 守护线程：是一种特殊的线程为其他线程服务的，在后台默默地完成一些系统性的任务，比如垃圾回收线程就是最典型的例子。守护线程作为一个服务线程，没有服务对象就没有必要继续运行了，如果用户线程全部结束了，意味着程序需要完成的业务操作已经结束了，系统可以退出了。所以假如当系统只剩下守护线程的时候，守护线程伴随着JVM一同结束工作。

public class DaemonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始运行," + (Thread.currentThread().isDaemon() ? "守护线程" : "用户线程"));
            while (true) {

            }
        }, "t1");
        t1.setDaemon(true);//通过设置属性Daemon来设置当前线程是否为守护线程
        t1.start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 主线程结束");
    }
}


//输出：t1 开始运行,守护线程
//main 主线程结束--->在main主线程结束后，守护线程会伴随着JVM一同结束工作，
//即使还有循环没有结束

1.2 JUC三大工具类

1.2.1 CountDownLatch（加计数器）

流程：

CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(8);
countDownLatch.countDown(); 一个线程出来一个人，计数器就 -1
countDownLatch.await(); 阻塞的等待计数器归零
执行后续步骤

样例：

//减计数器
public class CountDownLatchDemo {
    //样例说明：8个同学离开教室后，班长关门
    public static void main(String[] args) {
        //创建CountDownLatch对象，设置初始值
        CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(8);
        for(int i=1;i<=7;i++){
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 号同学离开了教室");
                //计数-1
                countDownLatch.countDown();
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        try {
            countDownLatch.await();//阻塞等待计数器归零
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("班长锁门");
    }
}

总结：
CountDownLatch使用给定的计数进行初始化。由于调用了countDown方法，每次-1， await方法会一直阻塞到当前计数达到零，然后释放所有等待线程，并且任何后续的await调用都会立即返回。 这是一种一次性现象——计数无法重置。如果您需要重置计数的版本，请考虑使用CyclicBarrier 。

CountDownLatch一个有用属性是它不需要调用countDown线程在继续之前等待计数达到零，它只是阻止任何线程通过await,直到所有线程都可以通过。

1.2.2 CyclicBarrier（减计数器）

流程：

创建CyclicBarrier对象
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(count, new MyRunnable());
编写业务代码
cyclicBarrier.await(); //在线程里面等待阻塞，累加1,达到最大值count时，触发我们传入进去MyRunnable执行。

样例：

//加计数器
public class CyclicBarrierDemo {
    //样例说明：抽奖10次后必中，即第11次必中奖
    public static void main(String[] args) {
        CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(10,()->{
            System.out.println("已经抽奖10次，下一次必中奖");
        });
        //10次抽奖
        for(int i=1;i<=10;i++){
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 抽奖一次");
                try {
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

总结：CyclicBarrier和CountDownLatch其实非常相似，CyclicBarrier表示加法，CountDownLatch表示减法。

区别还是有的：

CyclicBarrier只能够唤醒一个任务，CountDownLatch可以唤起多个任务。
CyclicBarrier可以重置，重新使用，但是CountDownLatch的值等于0时，就不可重复用了。

1.2.3 Semaphore（信号灯）

流程：

创建信号灯
Semaphore semaphore = new Semaphore(6); // 6个位置
等待获取信号灯
semaphore.acquire();//等待获取许可证
业务代码
释放信号
semaphore.release();//释放资源

样例：

//信号灯
public class SemaphoreDemo {
    //样例说明：6辆车，停到3个停车位
    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore=new Semaphore(3);//设置许可数量
        //6台汽车
        for(int i=1;i<=6;i++){
            new Thread(()->{
                try {
                    semaphore.acquire();//获取许可
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 抢到了车位");
                    //设置随即停车时间
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(5));
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ----离开了车位");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
                    semaphore.release();//释放许可
                }
            },String.valueOf(i)).start();;
        }

    }
}