多线程3（Thread）

wait / notify

线程调度是随机的，但是我们可以使用wait/notify进行规划。

join是控制线程结束顺序，而wait/notify是控制详细的代码块，例如：

线程1执行完一段代码，让线程2继续执行，此时线程2就通过wait进行阻塞，等到线程1执行结束后，再通过notify唤醒线程2。

线程饿死：线程1释放锁资源后，其他线程和线程1要进行竞争锁，但是由于其他线程还要进行唤醒操作，可能会出现线程1一直拿到锁资源，导致其他线程拿不到锁的情况。

wait/notify可以解决线程饿死问题

wait / notify 的使用

wait / notify 是Object类中的方法，而Object又是所有类的“祖宗类”，所以我们可以随便创建一个类进行调用wait / notify。

此时调用wait的线程执行到wait时就会触发阻塞，当别的线程调用notify时，wait线程才会解除阻塞。

wait / notify都要再synchronized中使用（wait方法会释放锁对象，因此要先拿到锁），而且两个锁的锁对象要相同，同时调用wait / notify的对象也要是锁对象，这四个地方要同时满足。

wait()方法

1.wait()方法主要进行的是三件事：

1）释放锁对象

2）使当前代码的线程进行等待（将线程添加到等待队列）。

3）满足某个条件时，将重新尝试获取到这个锁，这样重新获取锁才可以继续synchronized保护的代码。

当wait进行阻塞时，会有两个阶段：  

1）WAITING阻塞，wait进行阻塞。

2）BOLOCK阻塞，这个阻塞是执行完notify后，wait会重新尝试获取锁，但是可能会遇到锁竞争导致阻塞。

2.默认情况下，wait()方法进行的是死等，没有notify就会一直阻塞，但是wait()提供了有参数版本。

3.如果是多个wait一个notify，此时唤醒的就是就是随机的wait，可以使用natifyAll，但是这个随机并不是数学上的随机，而是取决于调度器。

sleep和wait两者的区别

1.wait的设计就是为了唤醒操作，而带参版本是后手；sleep的设计是为了到时间唤醒，虽然可以通过interrupt()提前唤醒，但是会抛出异常。

2.wait会释放锁，所以wait要搭配synchronized使用；sleep可以在锁中使用，也不会释放锁，也可以在锁外使用。

设计模式

设计模式是解决一些固定场景的特定套路。

1.单例模式

单个实例（对象），指在设计类时只单独创建一个实例，将构造方法设为private，这样在new时就会报错。

1）饿汉模式

只进行读操作，线程安全

2）懒汉模式

线程不安全

解决方法：加锁

这里的线程安全问题其实是第一次创建时才有线程安全问题，所以我们要进行判断，当不为空时就不去加锁，因为加锁也要开销，第一层if两个线程都进入，但是加上锁后，一个线程阻塞一个执行，当第二个线程开始后，就会判断不成立，此时就直接返回。

在单线程中判断时往往是不变的，但是多线程就可能会有在判断时有别的线程影响。

2.指令重排序触发的线程安全问题

指令重排序是一种优化机制。

上面懒汉模式new一个对象涉及到很多指令，可以抽象三步：

1.申请内存

2，在内存中进行初始化

3.将内存地址，存到变量应用中

编译器可能会优化成1 3 2.

如果在线程1中进行的是1 3 2 的顺序，此时当进行到3时，线程2判断引用不为空，此时就会返回值，但是此时线程1并没有进行初始化操作，所以由线程2返回的值就是错误的。

因此要将这个变量加上volatile来告诉编译器不要进行这样的优化。

阻塞队列

阻塞队列是一种特殊的队列，也是先进先出。

阻塞队列的规则是：

队列为空，尝试出队列，触发阻塞，直到队列不为空。

队列满了，尝试进队列，触发阻塞，直到队列不满。

阻塞队列可以运用在生产者消费者模型中，生产者消费者之间的速度不同，所以引入阻塞队列进行协调作用。

阻塞队列的优点一：减少资源竞争，提高效率。

优点二：可以更好做到代码块之间解耦合。

优点三：可以降低服务器之间的压力，当前面的服务器压力大时，阻塞队列（消息队列）后面的服务器将不会收到太大压力。

阻塞队列的实现

JAVA标准库中就有现成的阻塞队列的实现BlockingQueue。

一种是基于链表实现的，一种基于数组实现，唯一不同的是数组实现的一定要指定最大长度。

模拟实现阻塞队列

class BlockQueue{public String [] arr = null;public int head = 0;public int tail = 0;public int size = 0;public Object object = new Object();public BlockQueue(int m) {arr = new String[m];}public void put(String newele) throws InterruptedException {synchronized (object) {while(size >= arr.length) {object.wait();}arr[tail] = newele;tail++;size++;object.notify();if (tail >= arr.length) {tail = 0;}}}public String take() throws InterruptedException {synchronized (object) {while(size == 0) {object.wait();}String n = arr[head];head++;size--;object.notify();if (head >= arr.length) {head = 0;}return n;}}
}
public class dome12 {public static void main(String[] args) {BlockQueue n = new BlockQueue(100);Thread thread = new Thread(()->{int count = 0;for (int i = 0; i < 100; i++) {try {n.put(" "+count);System.out.println("进入"+count);count++;} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});Thread thread1 = new Thread(()->{for (int i = 0; i < 100; i++) {try {String k = n.take();System.out.println("取出"+k);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});thread1.start();;thread.start();}}