并发编程-问题解决
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了并发编程-问题解决相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
概述
串行：一个线程在处理操作；
并行：多个线程在处理操作；
并发编程：在多线程环境下，应用程序的执行；
并发编程的目的：同分运用到资源，提供程序的效率
什么情况下用到并发编程：
1.在线程阻塞时，导致应用程序停止；
2.处理任务时间过长，可以创建子任务，来进行分段处理；
3.间断任务执行；
并发编程中待解决的问题
1.并发编程中频繁上下文切换的问题
即使是单核处理器也支持多线程执行代码，CPU通过给每个线程分配CPU时间片来实现这个机制；
时间片是CPU分配给各个线程的时间，因为时间非常短，所以CPU通过不停地切换线程执行，让我们感觉多个线程是同时执行的，时间片一般是十几毫秒；
CPU通过时间片分配算法来循环执行任务，当前任务执行一个时间片后会切换到下一个任务。但是，在切换前会保存上一个任务的状态，以便下一次切换回这个任务时，可以再加载这个任务的状态。所以任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换；
这就像我们同时读两本书，当我们读一本英文的技术书时，发现某个单词不认识，于是打开中英文字典，但是在的放下英文技术书之前，大脑必须先记住这本书读到了多少页的第多少行，等查完单词之后，能够继续读这本书。这样的切换是会影响读书效率的，同样上下文切换回影响多线程的执行速度；
如何减少上下文性能开销：
1.无锁并发编程；
2.CAS；
3.使用最少线程数量；
4.协程：在单线程环境下进行多任务的调度，可以在多任务之间进行任务切换；
2.并发编程中死锁问题
锁是一个非常有用的工具，运用场景非常多，因为它使用起来非常简单，而且易于理解。但同时它也会带来一些困扰，那就是可能会引起死锁，一旦产生死锁，就会造成系统功能不可用；
package com.wn.demo01;
public class DeadLockDemp {
//线程
private static final Object obj_A =new Object();
private static final Object obj_B=new Object();
public static void main(String[] args){
//A线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (obj_A){
System.out.println("使用obj_A线程！");
//延迟时间
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//抢占B线程
synchronized (obj_B){
System.out.println("抢占B线程");
}
}
}
}).start();
//B线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (obj_B){
System.out.println("使用obj_B线程！");
//延迟时间
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//抢占A线程
synchronized (obj_A){
System.out.println("抢占A线程");
}
}
}
}).start();
}
}
这段代码会引起死锁，是线程A和线程B互相等待对象释放锁；
一旦出现死锁，业务是可感知的，因为不能继续提供服务了，可以通过一些工具查看到底哪个线程出现了问题，一下是DeadLockDemp类的第43行和23行引起了死锁；
避免死锁的方法：
1.避免一个线程同时获取多个锁；
2.避免一个线程在锁内同时占用多个资源，尽量保证每一个锁只占用一个资源；
3.尝试使用定时锁，使用lock.tryLock(timeout)来替代使用内部锁机制；
4.破坏请求和保持条件：在申请资源时，一次性将资源都申请到；
5.破坏不可占用条件：抢占资源如果不满足，那就释放所有资源，以后如果需要则再次申请即可；
6.破坏循环等待条件；
3.线程安全问题
多个线程同时操作用一个资源，可能会造成资源数据不安全问题；
package com.wn.demo01;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class UnsafeThread {
//资源
private static int num=0;
//计算线程数量
private static CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(10);
//对资源进行操作
public static void inCreate(){
num++;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i=0;i<10;i++){
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int j=0;j<100;j++){
inCreate();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//每个线程执行完毕，让计数-1
countDownLatch.countDown();
}
}
}).start();
}
//等待计算器为0或者小于执行await下面的代码
countDownLatch.await();
System.out.println(num);
}
}
以上代码会造成线程不安全问题，每次读取的数据不一致；
解决线程不安全问题：
1.同步方法
package com.wn.demo01;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class UnsafeThread {
//资源
private static int num=0;
//计算线程数量
private static CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(10);
//对资源进行操作
public static synchronized void inCreate(){
num++;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i=0;i<10;i++){
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int j=0;j<100;j++){
inCreate();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//每个线程执行完毕，让计数-1
countDownLatch.countDown();
}
}
}).start();
}
//等待计算器为0或者小于执行await下面的代码
countDownLatch.await();
System.out.println(num);
}
}
使用synchronized修改的方法叫做同步方法，保证该线程执行该方法的时候，其他线程只能等着；
同步锁：1.非static方法，同步锁是this；
2.static方法，使用当前方法所在的字节码对象；
注意：synchronized不能修饰run方法，修饰之后，一个线程就执行了所有的功能，线程出现串行，相当于单线程；
2.同步代码块
package com.wn.demo01;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class UnsafeThread {
//资源
private static int num=0;
//计算线程数量
private static CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(10);
//对资源进行操作
public static void inCreate(){
synchronized (UnsafeThread.class){
num++;
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i=0;i<10;i++){
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int j=0;j<100;j++){
inCreate();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//每个线程执行完毕，让计数-1
countDownLatch.countDown();
}
}
}).start();
}
//等待计算器为0或者小于执行await下面的代码
countDownLatch.await();
System.out.println(num);
}
}
synchronized(同步锁){
}
对象的同步锁只有一个概念，可以想象在对象上标记一个锁；
java程序运行可以使用任何对象作为同步监听对象，但是一般我们将当前i并发访问的共同资源（多个线程同步共享的资源对象）所谓同步监听对象；
注意：在任何时候，只允许一个线程拥有同步锁，谁拿到锁就进入代码块，其他线程只能在外面等；
3.ReentrantLock（锁机制）
锁是一种通过多个线程控制对共享资源的访问工具。通常，一个锁提供对共享资源的独占访问：在一个时间只有一个线程可以获取锁和所有访问共享资源，需要先获得锁；
package com.wn.demo01;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class UnsafeThread {
//资源
private static int num=0;
//计算线程数量
private static CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(10);
//对资源进行操作
private static ReentrantLock reentrantLock=new ReentrantLock();
public static void inCreate(){
//上锁
reentrantLock.lock();
num++;
//释放搜
reentrantLock.unlock();
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i=0;i<10;i++){
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int j=0;j<100;j++){
inCreate();
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//每个线程执行完毕，让计数-1
countDownLatch.countDown();
}
}
}).start();
}
//等待计算器为0或者小于执行await下面的代码
countDownLatch.await();
System.out.println(num);
}
}
以上是关于并发编程-问题解决的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
全栈编程系列SpringBoot整合Shiro（含KickoutSessionControlFilter并发在线人数控制以及不生效问题配置启动异常No SecurityManager...）(代码片段
JUC并发编程 共享模式之工具 JUC CountdownLatch（倒计时锁） -- CountdownLatch应用（等待多个线程准备完毕（ 可以覆盖上次的打印内）等待多个远程调用结束）(代码片段