JUC(二)

通过本文档你将学习到

• 共享问题
• synchronized
• 线程安全分析
• Monitor
• wait/notify
• 线程状态转换
• 活跃性
• Lock

1 共享带来的问题

我们先从一个小故事开始讲起：
话说500年前，老王有一个日记本，然后想租出去赚点钱，然后转给了小王。但是小王也不是24小时一直用这个日记本，有时候他会睡觉，有时他会出去玩。
资本的力量，让老王萌生了一个天才的想法。再把这个日记本租一次，当然那时候是合法的，虽然现在好多开发商一个房子卖两次。小王不用的时候，小李用。两个交替使用。问题来了：
1、小王在一个加法运算，刚开始是0，然后+1后准备写到日记本上1，但是时间到了，轮到小李了。
2、小李是做减法运算，看到0然后-1 然后准备写上-1，时间也到了。
3、这时候小王又拿到笔记本了，直接1写了上去完事，出去玩了
4、笔记本这时候到小李这里了，直接把-1给写了上去。
5、小李后来一查，我xxx 什么鬼？明明是1怎么变成-1了？

@Slf4j(topic = "c.Test17")
public class Test17 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Room room = new Room();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5000; i++) {
                room.increment();
            }
        }, "t1");

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5000; i++) {
                room.decrement();
            }
        }, "t2");

        t1.start();
        t2.start();
//大致理解为，当前线程运行到这个方法时，会被挂起。而只有调用join方法的线程运行完毕 当前线程才继续运行。
        t1.join();
        t2.join();
        log.debug("{}", room.getCounter());
    }
}

以上的结果可能是正数、负数、零。为什么呢？因为 Java 中对静态变量的自增，自减并不是原子操作，要彻底理解，必须从字节码来进行分析
这里不介绍字节码这种东西，你可以参考小故事，就是小王计算完和写道纸上这是两个动作，一旦被分割（上下文切换）那么可能会出问题哦。

• 一个程序运行多个线程本身是没有问题的
• 问题出在多个线程访问共享资源
• 多个线程读共享资源其实也没有问题
• 在多个线程对共享资源读写操作时发生指令交错，就会出现问题
• 一段代码块内如果存在对共享资源的多线程读写操作，称这段代码块为临界区
  例如，下面代码中的临界

class Room {
    private int counter = 0;

    public void increment() {
      //临界区
        counter++;
    }

    public void decrement() {
        //临界区       
     counter--;
    }

    public synchronized int getCounter() {
        return counter;
    }
}

多个线程在临界区内执行，由于代码的执行序列不同而导致结果无法预测，称之为发生了竞态条件
为了避免临界区的竞态条件发生，有多种手段可以达到目的。

• 阻塞式的解决方案：synchronized，Lock
• 非阻塞式的解决方案：原子变量

本次课使用阻塞式的解决方案：synchronized，来解决上述问题，即俗称的【对象锁】，它采用互斥的方式让同一
时刻至多只有一个线程能持有【对象锁】，其它线程再想获取这个【对象锁】时就会阻塞住。这样就能保证拥有锁
的线程可以安全的执行临界区内的代码，不用担心线程上下文切换

class Room {
    private int counter = 0;

    public synchronized void increment() {
        counter++;
    }

    public synchronized void decrement() {
        counter--;
    }

    public synchronized int getCounter() {
        return counter;
    }
}

你可以做这样的类比：

• synchronized(对象) 中的对象，可以想象为一个房间（room），有唯一入口（门）房间只能一次进入一人
  进行计算，线程 t1，t2 想象成两个人
• 当线程 t1 执行到 synchronized(room) 时就好比 t1 进入了这个房间，并锁住了门拿走了钥匙，在门内执行
  count++ 代码
• 这时候如果 t2 也运行到了 synchronized(room) 时，它发现门被锁住了，只能在门外等待，发生了上下文切
  换，阻塞住了这中间即使 t1 的 cpu 时间片不幸用完，被踢出了门外（不要错误理解为锁住了对象就能一直执行下去哦），这时门还是锁住的，t1 仍拿着钥匙，t2 线程还在阻塞状态进不来，只有下次轮到 t1 自己再次获得时间片时才能开门进入
  -当 t1 执行完 synchronized{} 块内的代码，这时候才会从 obj 房间出来并解开门上的锁，唤醒 t2 线程把钥
  匙给他。t2 线程这时才可以进入 obj 房间，锁住了门拿上钥匙，执行它的 count-- 代码

线程八锁的一些小测试题，就是考试锁对象是谁？

如果synchronized加在一个类的普通方法上，那么相当于synchronized(this)。
如果synchronized加载一个类的静态方法上，那么相当于synchronized(Class对象)。

2 Monitor(锁)

我们还是从一个小故事来吧。

现在我们的快递非常发达，寄快递送快递非常方便。现在先让小王出场，小王寄快递都是用的东风快递，你知道的东风快递，只要是地球上很快都能快速送达。但是成本很高呀。就想怎么省钱。小王做了一个表格本市的快递自己骑车去送，本省的用四通一达，外省的用顺丰空运。这样成本就下来的。

同样的，我们加锁上来就加个重量级的锁，有时候没必要，本来就没有锁竞争。就像人家说送快递，人家说就送到对面的小区就行，你立马说用东风快递吗？