Android进阶多线程系列之waitnotifysleepjoinyieldsynchronized关键字ReentrantLock锁.docx
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Android进阶多线程系列之waitnotifysleepjoinyieldsynchronized关键字ReentrantLock锁
Android进阶——多线程系列之wait、notify、sleep、join、yield、synchronized关键字、ReentrantLock锁
前言
多线程一直是初学者最困惑的地方，每次看到一篇文章，觉得很有难度，就马上叉掉，不看了，我以前也是这样过来的。
后来，我发现这样的态度不行，知难而退，永远进步不了。
于是，我狠下心来看完别人的博客，尽管很难但还是咬着牙，不懂去查阅资料，到最后弄懂整个过程。
虽然花费时间很大，但这就是自学的精髓，别人学不会，而我却学到了。
很简单的一个例子，一开始我对自定义View也是很抵触，看到很难的图就不去思考他，故意避开它，然而当我看到自己喜欢的雷达图时，很有兴趣的去查阅资料，不知不觉，自定义View对我已经没有难度了。
所以对于多线程我也是0基础，不过我还是咬着牙皮，该学的还是得学。
这里先总结这几个类特点和区别，让大家带着模糊印象来学习这篇文章
Thread是个线程，而且有自己的生命周期
对于线程常用的操作有：
wait（等待）、notify（唤醒）、notifyAll、sleep（睡眠）、join（阻塞）、yield（礼让）
wait、notify、notifyAll都必须在synchronized中执行，否则会抛出异常
synchronized关键字和ReentrantLock锁都是辅助线程同步使用的
初学者常犯的误区：
一个对象只有一个锁（正确的）
线程同步之synchronized关键字
马上就过年了，火车抢票又是一年沸沸扬扬的事情，这也就好比我们的多线程抢夺资源是一个道理，下面我们通过火车抢票的案例来理解
publicclassSyncActivityextendsAppCompatActivity{
privateintticket=10;
@Override
protectedvoidonCreate（BundlesavedInstanceState）{
super.onCreate（savedInstanceState）;
setContentView（R.layout.activity_sync）;
for（inti=0;i<10;i++）{
newThread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
//买票
sellTicket（）;
}
}.start（）;
}
}
publicvoidsellTicket（）{
ticket--;
System.out.println（"剩余的票数：
"+ticket）;
}
}
这里我们通过开启十个线程来购买火车票，不过火车票只有十张，下面通过打印信息来看一下抢票的情况
剩余的票数：
9
剩余的票数：
8
剩余的票数：
7
剩余的票数：
6
剩余的票数：
5
剩余的票数：
1
剩余的票数：
1
剩余的票数：
1
剩余的票数：
1
剩余的票数：
0
可以发现，票数出现了误差，这明显就是不行的，这也是因为开启了十个线程，大家都抢着自己的票。
上面这种情况是因为其中有四个线程都挤在一起了，然后一起执行了【ticket–;】，接着再一起执行【System.out.println（“剩余的票数：
”+ticket）;】导致的。
那么该如何保证大家都是能够自觉排队，井然有序的抢票呢。
这个时候就要用到synchronized关键字
方法一：
我们在方法上添加synchronized关键字
publicclassSyncActivityextendsAppCompatActivity{
privateintticket=10;
@Override
protectedvoidonCreate（BundlesavedInstanceState）{
super.onCreate（savedInstanceState）;
setContentView（R.layout.activity_sync）;
for（inti=0;i<10;i++）{
newThread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
//买票
sellTicket（）;
}
}.start（）;
}
}
//添加在这里
publicsynchronizedvoidsellTicket（）{
ticket--;
System.out.println（"剩余的票数：
"+ticket）;
}
}
这样就表示这个方法是同步的，只能由一个个线程来争夺里面的资源，下面通过打印信息可以验证
剩余的票数：
9
剩余的票数：
8
剩余的票数：
7
剩余的票数：
6
剩余的票数：
5
剩余的票数：
4
剩余的票数：
3
剩余的票数：
2
剩余的票数：
1
剩余的票数：
0
方法二：
我们在方法内添加synchronized关键字
publicclassSyncActivityextendsAppCompatActivity{
privateintticket=10;
@Override
protectedvoidonCreate（BundlesavedInstanceState）{
super.onCreate（savedInstanceState）;
setContentView（R.layout.activity_sync）;
for（inti=0;i<10;i++）{
newThread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
//买票
sellTicket（）;
}
}.start（）;
}
}
//添加在这里
Objectlock=newObject（）;
publicvoidsellTicket（）{
synchronized（lock）{
ticket--;
System.out.println（"剩余的票数：
"+ticket）;
}
}
}
其实，synchronized关键字可以理解为一个锁，而锁就需要被锁的东西，所以synchronized又分为类锁和对象锁，即可以锁类又可以锁对象，它们共同的作用就是保证线程的同步。
就好比如我们上面中synchronized（lock），就是对象锁，将Object对象锁起来
一、类锁和对象锁的概念
对象锁和类锁在锁的概念上基本上和内置锁是一致的，但是在多线程访问时，两个锁实际是有很大的区别的，对象锁是用于对象实例方法，或者一个对象实例上的，类锁是用于类的静态方法或者一个类的class对象上的。
我们知道，类的对象实例可以有很多个，但是每个类只有一个class对象，所以，结论是：
1、不同对象实例的对象锁是互不干扰的，但是每个类只有一个类锁。
2、而且类锁和对象锁互相不干扰。
二、对象锁
类锁创建如下两种方法
publicclassSynchronizedDemo{
//同步方法，对象锁
publicsynchronizedvoidsyncMethod（）{
}
//同步块，对象锁
publicvoidsyncThis（）{
synchronized（this）{
}
}
}
三、类锁
对象锁创建如下两种方法
publicclassSynchronizedDemo{
//同步class对象，类锁
publicvoidsyncClassMethod（）{
synchronized（SynchronizedDemo.class）{
}
}
//同步静态方法，类锁
publicstaticsynchronizedvoidsyncStaticMethod（）{
}
}
四、通过例子理解结论和概念
根据类锁和对象锁的概念，我们来通过例子验证一下其正确性，这里演示两个对象锁和一个类锁，我们创建一个类
publicclassSynchronizedDemo{
privateintticket=10;
//同步方法，对象锁
publicsynchronizedvoidsyncMethod（）{
for（inti=0;i<1000;i++）{
ticket--;
System.out.println（Thread.currentThread（）.getName（）+"剩余的票数：
"+ticket）;
}
}
//同步块，对象锁
publicvoidsyncThis（）{
synchronized（this）{
for（inti=0;i<1000;i++）{
ticket--;
System.out.println（Thread.currentThread（）.getName（）+"剩余的票数：
"+ticket）;
}
}
}
//同步class对象，类锁
publicvoidsyncClassMethod（）{
synchronized（SynchronizedDemo.class）{
for（inti=0;i<50;i++）{
ticket--;
System.out.println（Thread.currentThread（）.getName（）+"剩余的票数：
"+ticket）;
}
}
}
}
情况一：
同一个对象，使用两个线程调用不同对象锁
@Override
protectedvoidonCreate（BundlesavedInstanceState）{
super.onCreate（savedInstanceState）;
setContentView（R.layout.activity_sync）;
finalSynchronizedDemosynchronizedDemo=newSynchronizedDemo（）;
//线程一
newThread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
synchronizedDemo.syncMethod（）;
}
}.start（）;
//线程二
newThread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
synchronizedDemo.syncClassMethod（）;
}
}.start（）;
}
由于使用的是同一个对象的对象锁，所以执行出来的结果是同步的（即先运行线程一，等线程一运行完后运行线程二，ticket有序的减少），这里使用1000比较大的数字是为了一次能看出效果
Thread-1611剩余的票数：
7
Thread-1611剩余的票数：
6
Thread-1611剩余的票数：
5
Thread-1611剩余的票数：
4
Thread-1611剩余的票数：
3
Thread-1611剩余的票数：
2
情况二：
不同对象，使用两个线程调用同个对象锁
@Override
protectedvoidonCreate（BundlesavedInstanceState）{
super.onCreate（savedInstanceState）;
setContentView（R.layout.activity_sync）;
finalSynchronizedDemosynchronizedDemo1=newSynchronizedDemo（）;
finalSynchronizedDemosynchronizedDemo2=newSynchronizedDemo（）;
//线程一
newThread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
synchronizedDemo1.syncMethod（）;
}
}.start（）;
//线程二
newThread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
synchronizedDemo2.syncMethod（）;
}
}.start（）;
}
由于是不同对象，所以执行的对象锁都不是不同的，其结果是两个线程互相抢占资源的运行，即ticket偶尔会无序的减少
Thread-1667剩余的票数：
-1612
Thread-1667剩余的票数：
-1613
Thread-1668剩余的票数：
-1630
Thread-1668剩余的票数：
-1631
Thread-1668剩余的票数：
-1632
情况三：
同一个对象，使用两个线程调用一个对象锁一个类锁
@Override
protectedvoidonCreate（BundlesavedInstanceState）{
super.onCreate（savedInstanceState）;
setContentView（R.layout.activity_sync）;
finalSynchronizedDemosynchronizedDemo=newSynchronizedDemo（）;
//线程一
newThread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
synchronizedDemo.syncMethod（）;
}
}.start（）;
//线程二
newThread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
synchronizedDemo.syncClassMethod（）;
}
}.start（）;
}
由于对象锁和类锁互不干扰，所以也是线程不安全的
Thread-1667剩余的票数：
-1612
Thread-1667剩余的票数：
-1613
Thread-1668剩余的票数：
-1630
Thread-1668剩余的票数：
-1631
Thread-1668剩余的票数：
-1632
这里再温习一下结论：
1、不同对象实例的对象锁是互不干扰的，但是每个类只有一个类锁。
2、而且类锁和对象锁互相不干扰。
不知不觉synchronized介绍了那么多，本可以放单独一篇文章的，不过后面的不多，认真看的人应该有点收获
线程同步之ReentrantLock锁
Java6.0增加了一种新的机制：
ReentrantLock。
ReentrantLock比synchronized理解简单多了，下面看ReentrantLock的使用
publicclassRenntrantLockActivityextendsAppCompatActivity{
Locklock;
@Override
protectedvoidonCreate（BundlesavedInstanceState）{
super.onCreate（savedInstanceState）;
setContentView（R.layout.activity_renntrant_lock）;
lock=newReentrantLock（）;
doSth（）;
}
publicvoiddoSth（）{
lock.lock（）;
try{
//这里执行线程同步操作
}finally{
lock.unlock（）;
}
}
}
使用ReentrantLock很好理解，就好比我们现实的锁头是一样道理的。
使用ReentrantLock的一般组合是lock与unlock成对出现的，需要注意的是，千万不要忘记调用unlock来释放锁，否则可能会引发死锁等问题。
如果忘记了在finally块中释放锁，可能会在程序中留下一个定时炸弹，随时都会炸了，而是用synchronized，JVM将确保锁会获得自动释放，这也是为什么Lock没有完全替代掉synchronized的原因
线程的生命周期的介绍
线程也有属于自己的生命周期，这里使用我画的一张图来理解，在下面我们会讲解这个有关生命周期的一些方法的使用
线程的等待唤醒机制之wait（）、notify（）、notifyAll（）
一开始我们也提到了wait、notify、notifyAll都必须在synchronized中执行，否则会抛出异常。
所以下面以一个简单的例子来介绍线程的等待唤醒机制
publicclassWaitAndNotifyActivityextendsAppCompatActivity{
privatestaticObjectlockObject=newObject（）;
@Override
protectedvoidonCreate（BundlesavedInstanceState）{
super.onCreate（savedInstanceState）;
setContentView（R.layout.activity_wait_and_notify）;
System.out.println（"主线程运行"）;
//创建子线程
Threadthread=newWaitThread（）;
thread.start（）;
longstart=System.currentTimeMillis（）;
synchronized（lockObject）{
try{
System.out.println（"主线程等待"）;
lockObject.wait（）;
}catch（InterruptedExceptione）{
e.printStackTrace（）;
}
System.out.println（"主线程继续-->等待的时间：
"+（System.currentTimeMillis（）-start））;
}
}
classWaitThreadextendsThread{
@O
publicvoidrun（）{
synchronized（lockObject）{
try{
//子线程等待了2秒钟后唤醒lockObject锁
Thread.sleep（2000）;
lockObject.notifyAll（）;
}catch（InterruptedExceptione）{
e.printStackTrace（）;
}
}
}
}
}
可以看到，我们使用的是同一个对象的锁，和同一个对象执行的wait（）和notify（）才会保证了我们的线程同步。
当主线程执行到wait（）方法时，代表主线程等待，让出使用权让子线程执行，这个时候主线程等待这一事件会被加进到【等待唤醒的队列】中。
然后子线程则是两秒钟后执行notify（）方法唤醒等待【唤醒队列中】的第一个线程，这里指的是主线程。
而notifyAll（）方法则是唤醒整个【唤醒队列中】的所有线程，这里就不多加演示了
下面采用一道经典的Java多线程面试题来让大家练习熟悉熟悉：
子线程循环10次，接着主线程循环15次，接着又回到子线程循环10次，接着再回到主线程又循环15次，如此循环50次
//子线程
newThread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
for（inti=0;i<50;i++）{
for（intj=0;j<10;j++）{
System.out.println（"子循环循环第"+（j+1）+"次"）;
}
System.out.println（"-->子线程循环了"+（i+1）+"次"）;
}
}
}.start（）;
//主线程
for（inti=0;i<50;i++）{
for（intj=0;j<15;j++）{
System.out.println（"主循环循环第"+（j+1）+"次"）;
}
System.out.println（"-->主线程循环了"+（i+1）+"次"）;
}
首先是主要思路的搭建，现在的问题就是如何让子线程和主线程有序的执行呢，那肯定是我们的等待唤醒机制
//子线程
newTread（）{
@Override
publicvoidrun（）{
for（inti=0;i<50;i++）{
synchronized（lock）{
for（intj=0;j<10;j++）{
System.out.println（"子循环循环第"+（j+1）+"次"）;
}
//唤醒
lock.notify（）;
//等待
try{
lock.wait（）;
}catch（InterruptedExceptione）{
e.printStackTrace（）;
}
}
}
}
}.start（）;
//主线程
for（inti=0;i<50;i++）{
synchronized（lock）{
//等待
try{
lock.wait（）;
}catch（InterruptedExceptione）{
StackTrace（）;
}
for（intj=0;j<15;j++）{
System.out.println（"主循环循环第"+（j+1）+"次"）;
}
//唤醒
lock.notify（）;
}
}
不管是主线程先运行还是子线程运行，两个线程只能同时进入synchronized（lock）一个锁中。
由于是子线程先运行：
1、当主线程先进入synchronized（lock）锁时，它就必须是等待，而子线程开始运行输出，输出后就唤醒主线程。
2、当子线程先运行的话，那就直接输出，然后等待主线程的运行输出
线程的sleep（）、join（）、yield（）
一、sleep（）
sleep（）作用是让线程休息指定的时间，时间一到就继续运行，它的使用很简单
try{
Thread.sleep（2000）;
}catch（InterruptedExceptione）{
e.printStackTrace（）;
}
二、join（）
join（）作用是让指定的线程先执行完再执行其他线程，而且会阻塞主线程，它的使用也很简单
publicclassJoinActivityextendsAppCompatAc
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