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  • 第1关:并发编程的三个概念 第2关:使用synchronized关键字同步线程 第3关:使用线程锁(Lock)实现线程同步,使用sleep()函数解决了第三关线程随机导致的需要评测多次问题 第3关:使用线程锁(Lock)实现线程同步

    第1关:并发编程的三个概念

    任务描述

    在我们进行应用开发的时候,常常会关注网站的并发,如果网站的用户量很多,当这些用户同时访问一个服务的时候,我们的服务器就会接收到大量的并发请求,处理好这些并发请求是一个合格程序员必须要完成的工作。

    理解并发编程的三个概念对于我们更好的开发高并发的Web应用有很大的帮助。

    本关的任务就是理解并发编程的三个重要概念并完成右侧选择题。

    • 1、在并发编程中,我们需要以下哪几个特性来保持多线程程序执行正确(ABD )

      A、可见性
      B、原子性
      C、并发性
      D、有序性
    • 2、请分析以下语句哪些是原子操作(AB )

      A、int a = 3;
      B、boolean flag = false;
      C、a–;
      D、a =a *a
    • 3、以下代码的执行结果是(E)

      1. public class Test {
      2. public int inc = 0;
      3. public void increase() {
      4. inc++;
      5. }
      6. public static void main(String[] args) {
      7. final Test test = new Test();
      8. for(int i=0;i<10;i++){
      9. new Thread(){
      10. public void run() {
      11. for(int j=0;j<1000;j++)
      12. test.increase();
      13. };
      14. }.start();
      15. }
      16. while(Thread.activeCount()>1) //保证前面的线程都执行完
      17. Thread.yield();
      18. System.out.println(test.inc);
      19. }
      20. }
      A、10000
      B、9870
      C、大于10000
      D、小于10000
      E、不一定,大概率小于一万

    第2关:使用synchronized关键字同步线程

    任务描述

    本关任务:使右侧代码中的insert方法在同一时刻只有一个线程能访问。

    编程要求

    请仔细阅读右侧代码,根据方法内的提示,在Begin - End区域内进行代码补充,具体任务如下:

    • 使num变量在同一时刻只能有一个线程可以访问。

    测试说明

    使程序的输出结果如下:

    通关代码

    package step2;
    
    public class Task {
    	public static void main(String[] args) {	
    		final insertData insert = new insertData();
    		
    		for (int i = 0; i < 3; i++) {
    			new Thread(new Runnable() {
    				public void run() {
    					insert.insert(Thread.currentThread());
    				}
    			}).start();
    		}		
    	}
    }
    class insertData{
    	public static int num =0;
    	/********* Begin *********/
    	public synchronized void insert(Thread thread){
    		for (int i = 0; i <= 5; i++) {
    			num++;
    			System.out.println(num);
    		}
    	}
    	/********* End *********/
    }
    
    

    第3关:使用线程锁(Lock)实现线程同步

    任务描述

    本关任务:使用Lock,实现对于某一块代码的互斥访问

    编程要求

    请仔细阅读右侧代码,根据方法内的提示,在Begin - End区域内进行代码补充。 ####测试说明

    使得程序输出如下结果(因为线程的执行顺序是随机的可能需要你评测多次):

    通关代码

    package step3;
    
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    public class Task {
    	public static void main(String[] args) {
    		final Insert insert = new Insert();
    		Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
    			public void run() {
    				insert.insert(Thread.currentThread());
    			}
    		});
    		Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
    			public void run() {
    				insert.insert(Thread.currentThread());
    			}
    		});
    		Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
    			public void run() {
    				insert.insert(Thread.currentThread());
    			}
    		});
    		// 设置线程优先级
    		t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
    		t2.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
    		t3.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
    
    		t1.start();
    		t2.start();
    		t3.start();
    
    	}
    }
    class Insert {
    	public static int num;
    	// 在这里定义Lock
    	private Lock lock = new ReentrantLock(); 
    	public void insert(Thread thread) {
    		/********* Begin *********/
    		if(lock.tryLock()){
    			try{
    				System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
    				for (int i = 0; i < 5; i++) {
    					num++;
    					System.out.println(num);
    				}
    			}finally{
    				System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
    				lock.unlock();
    			}
    		}else{
    			System.out.println(thread.getName()+"获取锁失败");
    		}
    	}
    		/********* End *********/
    }
    
    

    在这种情况之下,程序输出所需要的结果可能需要多次,因为线程的执行顺序是随机的,我们可以通过sleep()方法来改进程序,这样就不需要设置线程优先级。

    通关代码(改进)

    package step3;
    
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    public class Task {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            final Insert insert = new Insert();
            Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    insert.insert(Thread.currentThread());
                }
            });
            Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    insert.insert(Thread.currentThread());
                }
            });
            Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    insert.insert(Thread.currentThread());
                }
            });
            // 设置线程优先级
            /*
            t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
            t2.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
            t3.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
            */
            t1.start();
            t2.sleep(500);
            t2.start();
            t3.sleep(1000);
            t3.start();
        }
    }
    
    class Insert {
        public static int num;
        // 在这里定义Lock
        private Lock lock = new ReentrantLock();
    
        public void insert(Thread thread) {
            /********* Begin *********/
            if (lock.tryLock()) {
                try {
                    System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");
                    for (int i = 0; i < 5; i++) {
                        num++;
                        System.out.println(num);
                    }
                } finally {
                    System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");
                    lock.unlock();
                }
            } else {
                System.out.println(thread.getName() + "获取锁失败");
            }
        }
        /********* End *********/
    }
    
    

    第4关:使用volatile实现变量的可见性

    任务描述

    本关任务:使用volatile关键字与同步实现右侧程序输出10000

    编程要求

    请仔细阅读右侧代码,根据方法内的提示,在Begin - End区域内进行代码补充。 ####测试说明

    预期输出:10000

    提示:可以使用两种方式实现原子性,所以本关有多种方式都可以通关。

    通关代码

    package step4;
    
    public class Task {
    	public volatile int inc = 0;
    	//请在此添加实现代码
    	/********** Begin **********/
    	public synchronized void increase() {
    		inc++;
    	}
    	/********** End **********/
    	public static void main(String[] args) {
    		final Task test = new Task();
    		for (int i = 0; i < 10; i++) {
    			new Thread() {
    				public void run() {
    					for (int j = 0; j < 1000; j++)
    						test.increase();
    				};
    			}.start();
    		}
    		while (Thread.activeCount() > 1) // 保证前面的线程都执行完
    			Thread.yield();
    		System.out.println(test.inc);
    	}
    }
    
    

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  • 线程

    千次阅读 2016-08-18 22:10:23
    创建并启动一个线程的方法 1) 实现接口的方式 ① 写一个具体类, 实现Runnable接口, 并实现其中的run方法,这个run方法就是线程的入口方法 ② 创建这个类的对象, 并以这个对象为实参, 创建Thread类的对象 ③ 调用...
      创建并启动一个线程的方法
            1) 实现接口的方式
            ① 写一个具体类, 实现Runnable接口, 并实现其中的run方法,这个run方法就是线程的入口方法
            ② 创建这个类的对象, 并以这个对象为实参, 创建Thread类的对象
            ③ 调用Thread对象的start()方法 启动线程
    /**
     * 多线程打印偶数,奇数
     */
    public class ThreadTest {
        public static void main(String[] args) {
            //利用一个Runnable引用可以创建多个线程,只不过这几个线程共用一个run方法
            //但是属于不同的线程,线程创建好的标志,有了栈
            //多态
            Runnable r = new PrintEven();
            Thread t1 = new Thread(r);
            t1.setName("子线程1");
            t1.start();
            //lamda表达式形式
            new Thread(()->{
                for(i = 0; i < 100; i += 2) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
                }
            }).start();
            //end
    
            Thread t2 = new Thread(r);
            t2.setName("子线程2");
            t2.start();
    
            Runnable r2 = new PrintOdd();
            Thread tt = new Thread(r2);
            tt.setName("子线程A");
            tt.start();
        }
    }
    
    //子线程打印偶数0~100
    class PrintEven implements Runnable{
    
        private int i ;
    
        @Override
        public void run() {
            /*
             * 该线程要做的事,打印0~100的所有偶数
             */
            for(i = 0; i < 100; i += 2) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
    //子线程打印奇数0~100
    class PrintOdd implements Runnable{
    
        private int i ;
    
        @Override
        public void run() {
            /*
             * 该线程要做的事情
             */
            for(i = 1; i < 100; i += 2) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
    /**
     * 创建线程的第二种方式:
     *      继承的方式
     *      1) 写一个具体类继承自Thread, 重写run方法, 这个run方法是真的入口
     *      2) 创建具体类对象, 相当于创建了Thread对象
     *      3) 调用Thread对象的.start()
     */
    class TestThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(currentThread().getName() + " : " + i);
            }
        }
    }
    public class ThreadTest {
        public static void main(String[] args) {
            //自定义子线程
            new TestThread().start();
            //main线程
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
    /**
     * 1.在main方法中创建并启动一个线程,线程循环随机打印100以内的整数,直到主线程从键盘读取了"Q"命令
     * 
     */
    import java.util.Scanner;
    
    public class GetRandomNumTest {
        public static void main(String[] args) {
            //创建线程
            //利用实现Runnable接口创建线程本质还是创建Thread对象,(利用Runnable引用创建对象)
            /*
             *     public Thread(Runnable target) {
             *          init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
             *     }
             */
            //多态
            Runnable r = new GetRandomNum();
            Thread t = new Thread(r);
            //开启线程
            t.start();
            //创建输入流从键盘获取信息
            Scanner sc = null;
            try {
                sc = new Scanner(System.in);
                while(sc.hasNext()) {
                    String str = sc.nextLine();
                    //不区分大小写
                    if(str.equalsIgnoreCase("Q")) {
                        ((GetRandomNum)r).setStopflag(true);
                        break;
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                //对于Scanner对象关流不需要处理异常
                sc.close();
            }
        }
    }
    /*
     * 线程循环随机打印100以内的整数,直到主线程从键盘读取"Q"
     */
    class GetRandomNum implements Runnable {
    
        private boolean stopflag = false;
    
        public boolean isStopflag() {
            return stopflag;
        }
    
        public void setStopflag(boolean stopflag) {
            this.stopflag = stopflag;
        }
        @Override
        public void run() {
            /*
             * 因为线程要循环随机打印100以内的整数,直到主线程从键盘获取"Q"
             * 因此并不知道线程体中要循环多少次,要设置无限循环
             * 同时因为要从外界来终止循环,所以要设置一个控制循环的布尔变量,当外界条件满足是修改布尔变量值,使得循环终止
             */
            while(!stopflag) {
                //打印当前线程名字和生成的随机整数
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (int)(Math.random() * 100));
            }
        }
    }
    
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.InputStreamReader;
    
    /**
     * 2.在main方法中启动两个线程。第一个线程循环随机打印100以内的整数,直到第二个线程从键盘读取了"Q"命令
     * 将线程将要执行的任务放在线程体中
     */
    public class GetRandomNumTest2 {
        public static void main(String[] args) {
            Runnable r = new GetRandomNumber();
            Thread t = new Thread(r);
    
            Runnable r1 = new KeyListener((GetRandomNumber)r);
            Thread t1 = new Thread(r1);
    
            t.start();
            t1.start();
        }
    }
    
    class GetRandomNumber implements Runnable {
    
        private boolean stopflag = false;
    
        public boolean isStopflag() {
            return stopflag;
        }
    
        public void setStopflag(boolean stopflag) {
            this.stopflag = stopflag;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while(!stopflag) {
                int randomNum = (int)(Math.random() * 100);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + randomNum);
            }
        }
    }
    /*
     * 再设置一个线程控制循环结束,通过不断的监听键盘数据,进行判断,然后对循环进行控制
     */
    class KeyListener implements Runnable {
    
        private GetRandomNumber getRandomNumber;
    
        public KeyListener(GetRandomNumber getRandomNumber) {
            this.getRandomNumber = getRandomNumber;
        }
        @Override
        public void run() {
            //设置输入流,从键盘获取信息,然后判断,对循环进行控制
            InputStreamReader isr = null;
            BufferedReader bfr = null;
            try {
                isr = new InputStreamReader(System.in);
                bfr = new BufferedReader(isr);
                //方法2
                String string = bfr.readLine();
                while(true) {
                    if(string.equalsIgnoreCase("Q")) {
                        getRandomNumber.setStopflag(true);
                        break;
                    }
                    string = bfr.readLine();
                }
                /*方法1
                //从键盘获取信息
                String string = bfr.readLine();
                //若不是q继续获取
                while(!string.equalsIgnoreCase("Q")) {
                    string = bfr.readLine();
                }
                getRandomNumber.setStopflag(true);
                */
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                try {
                    bfr.close();
                } catch (Exception e2) {
                    e2.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    /**
     * 1.编写程序,在main中创建一个线程。线程每隔一定时间(200ms以内的随机时间)产生一个0~100之间的随机整数
     * 打印后将该整数放到集合中,共产生100个整数,全部产生后,睡眠30秒,然后将集合内容打印输出
     * 在main线程中,唤醒上述睡眠的线程,使其尽快打印集合内容
     * 
     * 首先要先构建目标线程类,在线程体中实现线程需要做的事情。
     * 然后利用main线程唤醒
     *实现精准控制,boolean变量
     */
    public class GetDataTest {
        public static void main(String[] args) {
            //创建获取整数的线程
            Runnable r = new GetData();
            Thread t = new Thread(r);
            t.start();
            /*
            //在main中实现精准控制打断
            while(!((GetData)r).isFlag()) {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //当flag为true时,while循环结束执行下面语句,下面这个语句打断睡觉
            t.interrupt();
            */
            //利用另一个线程做打断的工作
            Runnable r1 = new Keylisten((GetData)r, t);
            Thread t1 = new Thread(r1);
            t1.start();
        }
    }
    /*
     * 线程的任务,将这些任务写在线程的run方法中就行
     * 线程每隔一定时间(200ms以内的随机时间)产生一个0~100之间的随机整数
     * 打印后将该整数放到集合中,共产生100个整数,全部产生后,睡眠30秒,然后将集合内容打印输出
     */
    class GetData implements Runnable {
        //因为需要从外界将线程唤醒,需要设置一个标记
        private boolean flag = false;
    
        public boolean isFlag() {
            return flag;
        }
    
        public void setFlag(boolean flag) {
            this.flag = flag;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            /*
             * 该类线程完成的任务
             */
            //创建一个list集合保存生成的随机数
            List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
            //需要生成100个随机数
            for(int i = 0; i < 100; i++) {
                //获取随机整数
                int randomNum = (int)(Math.random() * 100);
                //打印随机整数
                System.out.println(randomNum);
                //保存到集合中
                list.add(randomNum);
                //睡觉
                try {
                    //获取随机的睡觉时间
                    long randomTime = (int)(Math.random() * 200);
                    //睡觉
                    Thread.sleep(randomTime);
                } catch (InterruptedException e) {
                    //处理睡觉被打断异常
                    System.out.println("小睡被打断");
                }
            }
            //当数据生成完成后,将flag修改,便于外界唤醒线程
            flag = true;
            //全部完成后,睡一大觉
            try {
                Thread.sleep(30 * 1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("长睡被打断");
            }
            //遍历打印集合
            for (Integer integer : list) {
                System.out.print(integer + " ");
            }
        }
    }
    
    class Keylisten implements Runnable {
        //对于对象关联,先写方法,需要什么,就关联什么
        //关联两个类
        private GetData r;
        private Thread t;
        public Keylisten(GetData r, Thread t) {
            this.r = r;
            this.t = t;
        }
        @Override
        public void run() {
            /*
             * 这个线程要精准的唤醒获取数据的线程
             */
            while(!((GetData)r).isFlag()) {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            t.interrupt();
        }
    }
    
    /**
     * 银行有一个账户Account包含属性name, balance
     * 有两个柜台分别同时向同一个账户存3000元,每次存1000,存3次。每次存完打印账户余额。睡眠10毫秒
     * 
     * 问题:该程序是否有安全问题,如果有,如何解决?
     * 
     * 一个柜台Deposit存3000元, 每次存1000,存3次 另一个柜台Withdraw取3000元, 每次取1000,取3次
     */
    /*
     * 一个柜台就是一个线程,将账户与存取钱操作分开
     */
    public class Account {
    
        private String name;
        private int balance;
    
        public Account() {
        }
    
        public Account(String name, int balance) {
            super();
            this.name = name;
            this.balance = balance;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public int getBalance() {
            return balance;
        }
    
        public void setBalance(int balance) {
            this.balance = balance;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Account [name=" + name + ", balance=" + balance + "]";
        }
    }
    
    /*
     * 一个柜台Deposit存3000元, 每次存1000,存3次 另一个柜台Withdraw取3000元, 每次取1000,取3次
     * 有两个柜台分别同时向同一个账户存3000元,每次存1000,存3次。每次存完打印账户余额。睡眠10毫秒
     * 每一个柜台相当于一个线程,对于存款,取款操作不同,因此需要不同的线程类
     */
    public class Deposit implements Runnable{
    
        private Account account;
    
        public Deposit(Account account) {
            this.account = account;
        }
        @Override
        public void run() {
            synchronized ("") {
                for(int i = 0; i < 3; i++) {
                    account.setBalance((account.getBalance() + 1000));
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + "账户余额:" + account.getBalance());
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        System.out.println("在睡觉时被打断。");
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    /*
     * 取钱柜台也相当于一个线程
     * 另一个柜台Withdraw取3000元, 每次取1000,取3次
     * 利用使用相同的同步锁将取钱和存钱同步
     */
    public class Withdraw implements Runnable{
    
        private Account account;
    
        public Withdraw(Account account) {
            this.account = account;
        }
        @Override
        public void run() {
            synchronized ("") {
                for(int i = 0; i < 3; i++) {
                    account.setBalance(account.getBalance() - 1000);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + "账户余额:" + account.getBalance());
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        System.out.println("在休息时被打断");
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    /**
     * 测试类
     *
     */
    public class AccountTest {
        public static void main(String[] args) {
            Account account = new Account("张三", 5000);
    
            Runnable rdeposit = new Deposit(account);
            Thread td1 = new Thread(rdeposit);
            td1.setName("存钱柜台A");
            td1.start();
    
            Thread td2 = new Thread(rdeposit);
            td2.setName("存钱柜台B");
            td2.start();
    
            Runnable rwithdraw = new Withdraw(account);
            Thread tw1 = new Thread(rwithdraw);
            tw1.setName("取钱柜台1");
            tw1.start();
        }
    }
    
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  • shutdownNow不掉线程

    千次阅读 2015-12-07 15:01:48
    否则像下面的写法,catch会吞掉InterruptedException,到时判断检测不出来以至于shutdownNow不掉线程 shutdownNow的原理是为每个线程调用 interruput方法,然后有run方法里的判断语句来检查Thread.interrupted...
    @Override
    public void run() {
    
        try {
            while (!Thread.interrupted()) {
                while (!car.waxOn) {
                    car.waxOn();
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("waxon interrupted");
        }
    
    }
    
    @Override
    public void run() {
        while (!Thread.interrupted()) {
            while (!car.waxOn) {
                try {
    
                    car.waxOn();
    
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println("waxon interrupted");
                }
            }
        }
    }
    

    上下两个run方法比较,while (!Thread.interrupted()) 判断应该放在try代码快里。否则像下面的写法,catch会吞掉InterruptedException,到时判断检测不出来以至于shutdownNow关不掉线程

    shutdownNow的原理是为每个线程调用 interruput方法,然后有run方法里的判断语句来检查Thread.interrupted()

    展开全文
  • 一、概念: 线程安全:就是当多线程访问时,采用了加锁的机制;即当一个线程访问该类的某个数据时,会对这个数据进行保护,其他线程不能对其访问,直到该线程... 对于线程不安全的问题,一般会使用synchronized...

    一、概念:

    • 线程安全:就是当多线程访问时,采用了加锁的机制;即当一个线程访问该类的某个数据时,会对这个数据进行保护,其他线程不能对其访问,直到该线程读取完之后,其他线程才可以使用。防止出现数据不一致或者数据被污染的情况。
    • 线程不安全:就是不提供数据访问时的数据保护,多个线程能够同时操作某个数据,从而出现数据不一致或者数据污染的情况。
    • 对于线程不安全的问题,一般会使用synchronized关键字加锁同步控制。
    • 线程安全 工作原理: jvm中有一个main memory对象,每一个线程也有自己的working memory,一个线程对于一个变量variable进行操作的时候, 都需要在自己的working memory里创建一个copy,操作完之后再写入main memory。 
      当多个线程操作同一个变量variable,就可能出现不可预知的结果。 
      而用synchronized的关键是建立一个监控monitor,这个monitor可以是要修改的变量,也可以是其他自己认为合适的对象(方法),然后通过给这个monitor加锁来实现线程安全,每个线程在获得这个锁之后,要执行完加载load到working memory 到 use && 指派assign 到 存储store 再到 main memory的过程。才会释放它得到的锁。这样就实现了所谓的线程安全。

    二、线程安全(Thread-safe)的集合对象:

    • Vector 线程安全:
    • HashTable 线程安全:
    • StringBuffer 线程安全:

    三、非线程安全的集合对象:

    • ArrayList
    展开全文
  • QT中关线程的问题

    千次阅读 2015-08-11 14:23:50
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