多线程三：Thread API，ThreadLocal，synchronized，volatile和Condition

Posted 2022-06-21 2019lgg

一.Thread API：

setDefaultUncaughtExceptionHandler(Thread.UncaughtExceptionHandler eh) 

　　首先要了解什么是Thread.UncaughtExceptionHandler，默认来说当线程出现未捕获的异常时，会中断并抛出异常，抛出后的动作只有简单的堆栈输出。如：

public class ThreadTest
    public static void main(String[] args) throws Exception
        Thread t1=new Thread(new Runnable()
            public void run()
                int a=1/0;
            
        );
        t1.start();
    

　　那么代码运行到int a=1/0;就会报错：

Exception in thread "Thread-0" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at yiwangzhibujian.ThreadTest$1.run(ThreadTest.java:11)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)

　　这时候如果设置了Thread.UncaughtExceptionHandler，那么处理器会将异常进行捕获，捕获后就可以对其进行处理：

public class ThreadTest
    public static void main(String[] args) throws Exception
        Thread t1=new Thread(new Runnable()
            public void run()
                int a=1/0;
            
        );
        t1.setUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler()
            @Override
            public void uncaughtException(Thread t,Throwable e)
                System.out.println("线程:"+t.getName()+"出现异常，异常信息："+e);
            
        );
        t1.start();
    

　　那么当线程抛出异常后就可以对其抓取并进行处理，最终结果如下：

线程:Thread-0出现异常，异常信息：java.lang.ArithmeticException: / by zero

　　如果自己写线程，那么完全可以在run方法内，将所有代码进行try catch，在catch里做相同的操作。UncaughtExceptionHandler的意义在于不对（或者不能对）原有线程进行修改的情况下，为其增加一个错误处理器。

2.interrupt() 、interrupted() 、isInterrupted()作用：

• 当线程正常运行时，中断属性设置为true，调用其isInterrupted()方法会返回true。
• 当线程阻塞时（wait，join，sleep方法），会立即抛出InterruptedException异常，并将中断属性设置为false。此时再调用isInterrupted()会返回false。

　　这样就由程序来决定当检测到中断属性为true时，怎么对线程中断进行处理。因此，代码可以改成：

@Override
public void run()
    while(!Thread.currentThread().isInterrupted())
        //执行某些任务
    

---------------------------------------------------------
@Override
public void run()
    //耗时较长步骤1
    if(Thread.currentThread().isInterrupted()) return;
    //耗时较长步骤2
    if(Thread.currentThread().isInterrupted()) return;
    //耗时较长步骤3

3.stop()、suspend()、resume()为什么不建议使用：

　　stop方法会立即中断线程，虽然会释放持有的锁，但是线程的运行到哪是未知的，假如在具有上下文语义的位置中断了，那么将会导致信息出现错误，比如：

@Override
public void run()
    try
        //处理资源并插入数据库
    catch(Exception e)
        //出现异常回滚
    

　　如果在调用stop时，代码运行到捕获异常需要回滚的地方，那么将会因为没有回滚，保存了错误的信息。

　　而suspend会将当前线程挂起，但是并不会释放所持有的资源，如果恢复线程在调用resume也需要那个资源，那么就会形成死锁。当然可以通过你精湛的编程来避免死锁，但是这个方法具有固有的死锁倾向。所以不建议使用。其他暂停方法为什么可用：

• wait方法会释放锁，所以不会有死锁问题
• sleep方法虽然不释放锁，但是它不需要唤醒，在使用的时候已经指定想要的睡眠时间了。

二、线程安全基本知识：

　　首先应该记住以下基本点，先背下来也无妨：

• 同一时间一个锁只能被一个线程持有
• 调用对象的wait()和notify()前必须持有它
• wait()和notify()必须和synchronized一起使用

 

　　首先应该记住以下基本点，先背下来也无妨：

• 同一时间一个锁只能被一个线程持有
• 调用对象的wait()和notify()前必须持有它
• wait()和notify()必须和synchronized一起使用

 

三.ThreadLocal详解：

ThreadLocal这个对象就是为多线程而生的，没有了多线程ThreadLocal就没有存在的必要了。可以将任何你想在每个线程独享的对象放置其中，并在任何时候取出来。

使用ThreadLocal不会导致内存泄漏。

public class ThreadLocalUse
    //创建一个静态的ThreadLocal对象，当做仓库，存储每个线程自己的资源
    //此处用Object来代替，可以使连接Connection
    private static ThreadLocal<Object> store=new ThreadLocal<Object>();
    
    //当每个线程要获取一个线程资源的时候，调用get方法
    public Object get()
        //首先去仓库中去寻找
        Object obj=store.get();
        //如果不存在那就创建一个给线程，并把创建的放到仓库中
        if(obj==null)
            obj=new Object();
            set(obj);
        
        return obj;
    
    
    //想将线程资源放到仓库调用set方法，
    public void set(Object obj)
        store.set(obj);
    

 

对比ThreadLocal和synchronized同步机制

　　很多人都会对这两个对象进行比对，我也谈一下我自己的想法。

　　使用synchronized是为了将多条语句进行原子化操作，比说对于递增操作i++，任意一个线程在执行代码时都要保证别的线程不能执行这个代码，否则就会产生脏数据，使用synchronized可以避免这一点。

　　而使用ThreadLocal就是给每个线程存储对象用的。既然每个线程使用了自己的对象，没有了竞争就不会出现多线程相关的问题。

四：线程锁synchronized和Lock和volatile和Condition ：

多线程怎么防止竞争资源，即防止对同一资源进行并发操作，那就是使用加锁机制。这是Java并发编程中必须要理解的一个知识点。其实使用起来还是比较简单，但是一定要理解。

　　有几个概念一定要牢记：

• 加锁必须要有锁
• 执行完后必须要释放锁
• 同一时间、同一个锁，只能有一个线程执行

synchronized ： 的特点是自动释放锁，作用在方法时自动获取锁，任意对象都可做为锁，它是最常用的加锁机制，锁定几行代码，如下：

//--------同步方法1
public synchronized void test()
    //一段代码

//--------同步方法2，锁某个对象
private Object lock=new Object();
public void test2()
    synchronized(lock)
        
    

• 作用于普通方法获得当前对象锁，等价于synchronized(this)
• 作用于静态方法获得类锁，等价于synchronized(类.class)

Lock ： 的特点是，必须自己创建锁（锁类型已经指定为Lock的实现类，不能使用其它对象），必须自己释放锁。代码结构如下：

Lock lc = new Lock(); 
lc.lock();
try 
    // 执行代码
 finally 
    lc.unlock();

//注意一定要在finally中释放锁，保证即便抛出异常也可以释放。