多线程与并发编程【守护线程、线程同步】(三)-全面详解（学习总结---从入门到深化）

守护线程

什么是守护线程

守护线程的使用

线程同步

实现线程同步

线程同步的使用

守护线程

什么是守护线程

在Java中有两类线程：

User Thread(用户线程)：就是应用程序里的自定义线程。

Daemon Thread(守护线程)：比如垃圾回收线程，就是最典型的守护线程。

守护线程（即Daemon Thread），是一个服务线程，准确地来说就是服务其他的线程，这是它的作用，而其他的线程只有一种，那就是用户线程。

守护线程特点：

守护线程会随着用户线程死亡而死亡。

守护线程与用户线程的区别：

用户线程，不随着主线程的死亡而死亡。用户线程只有两种情况会死掉，1在run中异常终止。2正常把run执行完毕，线程死亡。

守护线程，随着用户线程的死亡而死亡，当用户线程死亡守护线程也会随之死亡。

守护线程的使用

/**
* 守护线程类
*/
class Daemon implements  Runnable{@Overridepublic void run() {for(int i=0;i<20;i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}}
}
class UsersThread implements Runnable{@Overridepublic void run() {Thread t = new Thread(new Daemon(),"Daemon");//将该线程设置为守护线程t.setDaemon(true);t.start();for(int i=0;i<5;i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}}
}
public class DaemonThread {public static void main(String[] args)throws Exception {Thread t = new Thread(new UsersThread(),"UsersThread");t.start();Thread.sleep(1000);System.out.println("主线程结束");}
}

线程同步

什么是线程同步

线程冲突现象

同步问题的提出

现实生活中，我们会遇到“同一个资源，多个人都想使用”的问题。比如：教室里，只有一台电脑，多个人都想使用。天然的解决办法就是，在电脑旁边，大家排队。前一人使用完后，后一人再使用。

线程同步的概念

处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象。这时候，我们就需要用到“线程同步”。线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面的线程使用完毕后，下一个线程再使用。

线程冲突案例演示

我们以银行取款经典案例来演示线程冲突现象。银行取钱的基本流程基本上可以分为如下几个步骤。

（1）用户输入账户、密码，系统判断用户的账户、密码是否匹配。

（2）用户输入取款金额

（3）系统判断账户余额是否大于或等于取款金额

（4）如果余额大于或等于取款金额，则取钱成功；如果余额小于取款金额，则取钱失败。

/**
* 账户类
*/
class Account{//账号private String accountNo;//账户的余额private double balance;public Account() {}public Account(String accountNo, double balance) {this.accountNo = accountNo;this.balance = balance;}public String getAccountNo() { return accountNo;}public void setAccountNo(String accountNo) {this.accountNo = accountNo;}public double getBalance() {return balance;}public void setBalance(double balance) {this.balance = balance;}
}
/**
* 取款线程
*/
class DrawThread implements Runnable{//账户对象private Account account;//取款金额private double drawMoney;public DrawThread(Account account,double drawMoney){this.account = account;this.drawMoney = drawMoney;}/*** 取款线程*/@Overridepublic void run() {//判断当前账户余额是否大于或等于取款金额if(this.account.getBalance() >= this.drawMoney){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 取钱成功！吐出钞
票："+this.drawMoney);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}//更新账户余额this.account.setBalance(this.account.getBalance()- this.drawMoney);System.out.println("\t 余额为："+this.account.getBalance());}else{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 取钱失败，余额不足");}}
}
public class TestDrawMoneyThread {public static void main(String[] args) {Account account = new Account("1234",1000);new Thread(new DrawThread(account,800),"老公").start();new Thread(new DrawThread(account,800),"老婆").start();}
}

实现线程同步

由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突的问题。Java语言提供了专门机制以解决这种冲突，有效避免了同一个数据对象被多个线程同时访问造成的这种问题。这套机制就是synchronized关键字。

synchronized语法结构：

synchronized(锁对象){ 同步代码}

synchronized关键字使用时需要考虑的问题：

需要对那部分的代码在执行时具有线程互斥的能力(线程互斥：并行变串行)。

需要对哪些线程中的代码具有互斥能力(通过synchronized锁对象来决定)。

它包括两种用法：

synchronized 方法和 synchronized 块。

1 synchronized 方法

通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明，语法如下：
public  synchronized  void accessVal(int newVal);
synchronized 在方法声明时使用：放在访问控制符(public)之前或之后。这时同一个对象下synchronized方法在多线程中执行时，该方法是同步的，即一次只能有一个线程进入该方法，其他线程要想在此时调用该方法，只能排队等候，当前线程(就是在 synchronized方法内部的线程)执行完该方法后，别的线程才能进入。

2 synchronized块

synchronized 方法的缺陷：若将一个大的方法声明为 synchronized 将会大大影响效率。 Java 为我们提供了更好的解决办法，那就是 synchronized 块。块可以让我们精确地控制到具体的“成员变量”，缩小同步的范围，提高效率。

修改线程冲突案例演示

/**
* 账户类
*/
class Account{//账号private String accountNO;//账户余额private double balance;public Account() {}public Account(String accountNO, double balance) {this.accountNO = accountNO;this.balance = balance;}public String getAccountNO() {return accountNO;}public void setAccountNO(String accountNO) {this.accountNO = accountNO;
}public double getBalance() {return balance;}public void setBalance(double balance) {this.balance = balance;}
}
/**
* 取款线程
*/
class DrawThread implements Runnable{//账户对象private Account account;//取款金额private double drawMoney;public DrawThread(){}public DrawThread(Account account,double drawMoney){this.account = account;this.drawMoney = drawMoney;}/*** 取款线程体*/@Overridepublic void run() {synchronized (this.account){//判断当前账户余额是否大于或等于取款金额if(this.account.getBalance() >= this.drawMoney){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 取钱成功！突出钞票"+this.drawMoney);try {Thread.sleep(1000);} catch(InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//更新账户余额this.account.setBalance(this.account.getBalance() - this.drawMoney);System.out.println("\t 余额为："+this.account.getBalance());}else{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 取钱失败，余额不足");}}}
}
public class TestDrawMoneyThread {public static void main(String[] args) {Account account = new Account("1234",1000);new Thread(new DrawThread(account,800),"老公").start();new Thread(new DrawThread(account,800),"老婆").start();}
}

线程同步的使用

使用this作为线程对象锁

语法结构：

synchronized(this){//同步代码}

或

public  synchronized  void accessVal(int newVal){//同步代码
}

/**
* 定义程序员类
*/
class Programmer{private String name;public Programmer(String name){this.name = name;}/*** 打开电脑*/synchronized  public  void computer(){try {System.out.println(this.name + " 接通电源");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 按开机按键");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 系统启动中");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 系统启动成功");} catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}/*** 编码*/synchronized public void coding(){try {System.out.println(this.name + " 双击Idea");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " Idea启动完毕");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 开开心心的写代码");} catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}}
}
/**
* 打开电脑的工作线程
*/
class Working1 extends Thread{private  Programmer p;public Working1(Programmer p){this.p = p;}@Overridepublic void run() {this.p.computer();}
}
/**
* 编写代码的工作线程
*/
class Working2 extends Thread{private  Programmer p;public Working2(Programmer p){this.p = p;}@Overridepublic void run() {this.p.coding();}
}
public class TestSyncThread {public static void main(String[] args) {Programmer p = new Programmer("张三");new Working1(p).start();new Working2(p).start();}
}

使用字符串作为线程对象锁

语法结构：

synchronized(“字符串”){//同步代码}

/**
* 定义程序员类
*/
class Programmer{private String name;public Programmer(String name){this.name = name;}/*** 打开电脑*/synchronized  public  void computer(){try {System.out.println(this.name + " 接通电源");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 按开机按键");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 系统启动中");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 系统启动成功");} catch (InterruptedExceptione) {e.printStackTrace();}}/*** 编码*/synchronized public void coding(){try {System.out.println(this.name + " 双击Idea");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " Idea启动完毕");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 开开心心的写代码");} catch (InterruptedExceptione) {e.printStackTrace();}}/*** 去卫生间*/public void wc(){synchronized ("suibian") {try {System.out.println(this.name + " 打开卫生间门");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 开始排泄");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 冲水");Thread.sleep(500);System.out.println(this.name + " 离开卫生间");} catch (InterruptedExceptione) {e.printStackTrace();}}}
}
/**
* 打开电脑的工作线程
*/
class Working1 extends Thread{private  Programmer p;public Working1(Programmer p){this.p = p;}@Overridepublic void run() {this.p.computer();}
}
/**
* 编写代码的工作线程
*/
class Working2 extends Thread{private  Programmer p;public Working2(Programmer p){this.p = p;}@Overridepublic void run() {this.p.coding();}
}
/**
* 去卫生间的线程
*/
class WC extends Thread{private  Programmer p;public WC(Programmer p){this.p = p;}@Overridepublic void run() {this.p.wc();}
}
public class TestSyncThread {public static void main(String[] args)
{Programmer p = new Programmer("张三");Programmer p1 = new Programmer("李四");Programmer p2 = new Programmer("王五");new WC(p).start();new WC(p1).start();new WC(p2).start();}
}