并发编程

Posted 2021-03-05 f017

串行和并行：
　　串行：一个线程在处理操作
　　并行：多个线程在处理同一个操作
什么叫做并发编程：在多线程环境下，应用程序的执行
并发编程的目的：充分运用到资源，提高程序的效率

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.处理任务时间过长时，可以创建子任务，来进行分段处理
　　3.间断任务执行


一.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
　　　　频繁上下文切换，可能会带来一定的性能开销
　　　　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
　　　　　　多个线程在抢占资源，但是抢占过程当中资源如果被占用，会造成阻塞，如果多个线程互抢资源时，就会造成死锁情况，死锁会导致应用程序的阻塞

　　案例： 

　　

public class DeadLockDemo {
	//资源
	private static final Object HAIR_A=new Object();
	private static final Object HAIR_B=new Object();

	public static void main(String[] args) {
		//第一个人
		new Thread(()->{
			//护住自己的头发
			synchronized (HAIR_A){
				System.out.println("第一个人护住自己的头发，准备薅第二个人的头发");
				//延迟时间
				try {
					Thread.sleep(100);
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				//薅第二个人的头发
				synchronized (HAIR_B){
					System.out.println("第一个人薅到了第二个人的头发");
				}
			}
		}).start();
		//第二个人
		new Thread(()->{
			//护住自己的头发
			synchronized (HAIR_B){
				System.out.println("第二个人护住自己的头发，准备薅第一个人的头发");
				//延迟时间
				try {
					Thread.sleep(100);      //当前线程休眠，让渡CPU资源
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				//薅第一个人的头发
				synchronized (HAIR_A){
					System.out.println("第二个人薅到了第一个人的头发");
				}
			}
		}).start();
	}
}

　　

　　　　如何预防死锁问题：
　　　　　　1.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
　　　　　　2.破坏不可占用条件：抢占资源如何不满足，那就释放所有资源，以后如果再需要则再次申请即可
　　　　　　3.破坏循环等待条件

　　3.线程安全问题
　　　　多个线程同时操作同一个资源，可能会造成资源数据不安全问题

　　　　示例：

　　　　　　

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(()->{
					for (int j = 0 ; j < 100; j++){
						inCreate();
						try {
							Thread.sleep(100);
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					}
					//每一个线程执行完毕，让计数-1
					countDownLatch.countDown();
				}).start();
			}
			//等待计数器为0或者小于0执行await下面代码
			countDownLatch.await();
			System.out.println(num);
		}
	}
}

　　解决线程不安全问题：

public class UnsafeThread {
	//资源
	private static int num=0;
	//计算线程数量
	private static CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(10);
	private static ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();

	//对资源进行操作
	public static  void inCreate(){

		//上锁
		reentrantLock.lock();
		num++;
		reentrantLock.unlock();
	}
	
	public static synchronized void inCreate(){
		//上锁		
		num++;		
	}
	
	public static synchronized void inCreate(){
		//上锁
		synchronized(UnsafeThread.class){
			num++;
		}
	}


	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		for (int i = 0 ; i < 10 ; i++ ){
			new Thread(()->{
				for (int j = 0 ; j < 100; j++){
					inCreate();
					try {
						Thread.sleep(100);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
				//每一个线程执行完毕，让计数-1
				countDownLatch.countDown();
			}).start();

		}
		//等待计数器为0或者小于0执行await下面代码
		countDownLatch.await();
		//获取到当前计数器中的线程数量
		/*while (true){
			if(countDownLatch.getCount()<=5){
				System.out.println(num);
				break;
			}
		}*/
		System.out.println(num);


	}
}