Java多线程和锁_八股&场景题
Java多线程_八股&场景题
Java多线程是面试和实际开发中非常重要的内容。以下是一些常见的Java多线程八股文问题和场景题，以及详细答案和示例代码。
1. Java中创建线程的几种方式？
答案：
主要有以下几种方式：
- 继承
Thread类：重写run()方法，通过start()启动线程。 - 实现
Runnable接口：实现run()方法，通过Thread类启动线程。 - 实现
Callable接口：通过FutureTask包装，支持返回值和异常处理。 - 使用线程池：通过
ExecutorService管理线程，避免频繁创建和销毁线程。 - 使用
CompletableFuture：支持异步编程，可以组合多个异步任务。
示例代码：
// 继承Thread
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("Thread via Thread class: " + Thread.currentThread().getName());
}
}
// 实现Runnable
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("Thread via Runnable: " + Thread.currentThread().getName());
}
}
// 实现Callable
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
class MyCallable implements Callable<String> {
@Override
public String call() throws Exception {
return "Thread via Callable: " + Thread.currentThread().getName();
}
}
public class ThreadCreation {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
// 继承Thread
new MyThread().start();
// 实现Runnable
new Thread(new MyRunnable()).start();
// 实现Callable
FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(new MyCallable());
new Thread(futureTask).start();
System.out.println(futureTask.get());
}
}
2. 线程安全和线程不安全的区别？
答案：
- 线程安全：多个线程访问共享资源时，不会出现数据不一致的情况。例如，
Vector、Hashtable、ConcurrentHashMap等。 - 线程不安全：多个线程访问共享资源时，可能出现数据不一致的情况。例如，
ArrayList、HashMap等。 - 解决线程不安全问题：
- 使用同步机制（
synchronized）。 - 使用锁（
ReentrantLock）。 - 使用线程安全的类（如
ConcurrentHashMap）。 - 使用原子类（如
AtomicInteger）。
- 使用同步机制（
示例代码：
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class ThreadSafety {
private static int count = 0; // 线程不安全
private static AtomicInteger atomicCount = new AtomicInteger(0); // 线程安全
public static void increment() {
count++;
atomicCount.incrementAndGet();
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread[] threads = new Thread[1000];
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
threads[i] = new Thread(() -> increment());
threads[i].start();
}
for (Thread t : threads) {
t.join();
}
System.out.println("Non-atomic count: " + count); // 可能不等于1000
System.out.println("Atomic count: " + atomicCount.get()); // 一定等于1000
}
}
3. synchronized和ReentrantLock的区别？
答案：
synchronized：- 是Java内置的同步机制，使用简单。
- 只能用于方法或代码块。
- 不支持中断、超时和尝试锁定。
ReentrantLock：- 是显式锁，功能更强大。
- 支持中断、超时和尝试锁定。
- 可以实现更复杂的锁机制（如读写锁）。
示例代码：
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class SynchronizedVsReentrantLock {
private static final Object lock = new Object();
private static final Lock reentrantLock = new ReentrantLock();
public static void synchronizedExample() {
synchronized (lock) {
System.out.println("Synchronized block: " + Thread.currentThread().getName());
}
}
public static void reentrantLockExample() {
reentrantLock.lock();
try {
System.out.println("ReentrantLock block: " + Thread.currentThread().getName());
} finally {
reentrantLock.unlock();
}
}
public static void main(String[] args) {
new Thread(SynchronizedVsReentrantLock::synchronizedExample).start();
new Thread(SynchronizedVsReentrantLock::reentrantLockExample).start();
}
}
ReentrantLock 是 Java 中提供的一种可重入锁，它是 java.util.concurrent.locks 包中的一个重要同步工具。与传统的 synchronized 相比，ReentrantLock 提供了更灵活的锁操作，包括中断、超时和尝试锁定等功能。这些特性使得 ReentrantLock 在复杂的并发场景中更加适用。
以下是对 ReentrantLock 的详细讲解，包括中断、超时和尝试锁定的使用方法。
1. ReentrantLock 的基本概念
ReentrantLock 是一种可重入的互斥锁，支持多个线程对共享资源的互斥访问。它与 synchronized 的主要区别在于：
ReentrantLock是基于java.util.concurrent包实现的，而synchronized是基于 JVM 的内置锁。ReentrantLock提供了更丰富的锁操作，如尝试锁定、超时锁定、中断等待锁等。ReentrantLock支持公平锁和非公平锁（默认是非公平锁）。
2. ReentrantLock 的基本使用
ReentrantLock 的使用方式如下：
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Counter {
private int count = 0;
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void increment() {
lock.lock(); // 获取锁
try {
count++;
} finally {
lock.unlock(); // 释放锁
}
}
public int getCount() {
lock.lock();
try {
return count;
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
3. 中断等待锁
ReentrantLock 支持线程在等待锁时被中断。这可以通过 lockInterruptibly() 方法实现。
示例代码：
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class InterruptibleLockExample {
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void doWork() throws InterruptedException {
lock.lockInterruptibly(); // 可中断的获取锁
try {
// 执行任务
System.out.println("任务正在执行，线程：" + Thread.currentThread().getName());
Thread.sleep(2000);
} finally {
lock.unlock(); // 释放锁
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
InterruptibleLockExample example = new InterruptibleLockExample();
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
example.doWork();
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("线程被中断：" + Thread.currentThread().getName());
}
});
t1.start();
Thread.sleep(1000); // 等待一段时间后中断线程
t1.interrupt();
}
}
输出：
任务正在执行，线程：Thread-0
线程被中断：Thread-0
说明：
lockInterruptibly()方法在获取锁时可以响应中断。如果线程在等待锁时被中断，会抛出InterruptedException。- 这种方式允许线程在等待锁时被外部中断，从而避免线程长时间阻塞。
4. 超时尝试锁定
ReentrantLock 提供了 tryLock(long timeout, TimeUnit unit) 方法，允许线程在尝试获取锁时设置超时时间。如果在指定时间内无法获取锁，线程可以放弃等待。
示例代码：
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class TimeoutLockExample {
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void doWork() throws InterruptedException {
// 尝试在 1 秒内获取锁
if (lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
try {
System.out.println("获取锁成功，线程：" + Thread.currentThread().getName());
// 执行任务
Thread.sleep(2000);
} finally {
lock.unlock(); // 释放锁
}
} else {
System.out.println("获取锁超时，线程：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
TimeoutLockExample example = new TimeoutLockExample();
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
example.doWork();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
try {
example.doWork();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
t1.start();
Thread.sleep(500); // 确保 t1 先获取锁
t2.start();
}
}
输出：
获取锁成功，线程：Thread-0
获取锁超时，线程：Thread-1
说明：
tryLock(long timeout, TimeUnit unit)方法允许线程在指定时间内尝试获取锁。如果在超时时间内获取到锁，则继续执行；否则返回false。- 这种方式可以避免线程无限期地等待锁，从而提高系统的响应性。
5. 尝试锁定
ReentrantLock 提供了 tryLock() 方法，允许线程尝试获取锁，但不会阻塞。如果锁已经被其他线程持有，tryLock() 方法会立即返回 false。
示例代码：
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class TryLockExample {
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void doWork() {
if (lock.tryLock()) { // 尝试获取锁
try {
System.out.println("获取锁成功，线程：" + Thread.currentThread().getName());
// 执行任务
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock(); // 释放锁
}
} else {
System.out.println("获取锁失败，线程：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
TryLockExample example = new TryLockExample();
Thread t1 = new Thread(() -> example.doWork());
Thread t2 = new Thread(() -> example.doWork());
t1.start();
Thread.sleep(500); // 确保 t1 先获取锁
t2.start();
}
}
输出：
获取锁成功，线程：Thread-0
获取锁失败，线程：Thread-1
说明：
tryLock()方法尝试获取锁，但不会阻塞线程。如果锁可用，则立即获取锁并返回true；否则返回false。- 这种方式适用于需要快速尝试获取锁的场景，避免线程阻塞。
6. ReentrantLock 的其他特性
6.1 可重入性
ReentrantLock 是可重入的，即同一个线程可以多次获取同一把锁。每次获取锁时，锁的计数器会递增；每次释放锁时，计数器会递减。当计数器为 0 时，锁被完全释放。
6.2 公平锁与非公平锁
ReentrantLock 支持公平锁和非公平锁：
- 非公平锁（默认）：线程获取锁时可能会插队，效率较高，但可能导致某些线程长时间等待。
- 公平锁：线程按照请求锁的顺序获取锁，保证公平性，但效率较低。
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); // 公平锁
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(false); // 非公平锁（默认）
7. 总结
ReentrantLock 是一种功能强大的锁机制，提供了以下特性：
- 中断等待锁：支持线程在等待锁时被中断。
- 超时尝试锁定：允许线程在尝试获取锁时设置超时时间。
- 尝试锁定：允许线程尝试获取锁，但不会阻塞。
- 可重入性：支持同一个线程多次获取同一把锁。
- 公平锁与非公平锁：可以根据需要选择公平锁或非公平锁。
ReentrantLock 的这些特性使得它在复杂的并发场景中更加灵活和强大，但同时也需要开发者谨慎使用，以避免死锁和性能问题。
4. 使用ThreadPoolExecutor创建多线程有哪些细节？
答案：
ThreadPoolExecutor 是 Java 中用于创建和管理线程池的核心类，提供了更灵活的线程池配置和管理功能。使用 ThreadPoolExecutor 创建多线程时，需要注意一些关键细节，以确保线程池的性能、资源利用和线程安全。
以下是使用 ThreadPoolExecutor 时需要注意的细节：
1. 合理配置线程池参数
ThreadPoolExecutor 的构造函数需要多个参数，这些参数的配置直接影响线程池的性能和资源占用。
构造函数参数：
public ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize, // 核心线程数
int maximumPoolSize, // 最大线程数
long keepAliveTime, // 空闲线程存活时间
TimeUnit unit, // 时间单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 任务队列
ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂
RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略
);
关键参数说明：
-
corePoolSize（核心线程数）- 线程池中始终保持的线程数量，即使这些线程处于空闲状态也不会被销毁。
- 通常根据 CPU 核心数和任务类型（CPU 密集型或 I/O 密集型）来设置。例如，对于 CPU 密集型任务，
corePoolSize可以设置为CPU 核心数 + 1。
-
maximumPoolSize（最大线程数）- 线程池允许的最大线程数量。
- 当任务队列满了且当前线程数小于
maximumPoolSize时，线程池会继续创建新线程。
-
keepAliveTime和unit（空闲线程存活时间）- 非核心线程在空闲时的存活时间。
- 如果线程池中的线程数超过
corePoolSize，空闲线程会在指定的时间后被销毁。
-
workQueue（任务队列）- 存储待执行任务的队列。常见的队列类型包括：
ArrayBlockingQueue：有界队列，适合固定大小的线程池。LinkedBlockingQueue：无界队列，适合缓存线程池。SynchronousQueue：直接提交队列，适合工作窃取线程池。PriorityBlockingQueue：优先级队列，适合有优先级的任务。
- 存储待执行任务的队列。常见的队列类型包括：
-
threadFactory（线程工厂）- 用于创建线程的工厂类。默认情况下，
ThreadPoolExecutor使用默认的线程工厂，但可以通过自定义线程工厂来设置线程的名称、优先级等属性。
- 用于创建线程的工厂类。默认情况下，
-
handler（拒绝策略）- 当任务过多且线程池已满时，如何处理新任务。常见的拒绝策略包括：
AbortPolicy：抛出RejectedExecutionException。CallerRunsPolicy：由提交任务的线程执行任务。DiscardPolicy：丢弃任务。DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务。
- 当任务过多且线程池已满时，如何处理新任务。常见的拒绝策略包括：
2. 选择合适的任务队列
任务队列的选择对线程池的性能和行为有重要影响：
-
ArrayBlockingQueue- 有界队列，适合固定大小的线程池。
- 优点：可以限制任务队列的最大长度，防止内存溢出。
- 缺点：如果队列满了，新任务会被拒绝。
-
LinkedBlockingQueue- 无界队列，适合缓存线程池。
- 优点：任务队列几乎不会满，适合任务数量不确定的场景。
- 缺点：可能会占用过多内存。
-
SynchronousQueue- 直接提交队列，适合工作窃取线程池。
- 特点：任务直接提交给线程，不存储任务。如果线程池满了，任务会被拒绝。
3. 线程池的关闭
线程池使用完毕后，需要正确关闭，以释放资源。可以通过以下方法关闭线程池：
shutdown()
- 尝试关闭线程池，但不会立即中断正在执行的任务。
- 线程池会等待所有任务完成后再关闭。
shutdownNow()
- 立即关闭线程池，并尝试中断正在执行的任务。
- 返回尚未执行的任务列表。
4. 避免资源耗尽
- 合理配置线程池大小：根据任务类型和系统资源合理设置
corePoolSize和maximumPoolSize。 - 限制任务队列大小：使用有界队列（如
ArrayBlockingQueue），避免任务队列占用过多内存。 - 设置合理的拒绝策略：根据业务需求选择合适的拒绝策略，避免任务丢失或系统崩溃。
5. 线程池的监控
- 监控线程池状态：可以通过
ThreadPoolExecutor提供的方法（如getActiveCount()、getCompletedTaskCount()等）监控线程池的运行状态。 - 日志记录：在任务执行前后记录日志，便于排查问题。
6. 线程池的线程安全
- 共享资源的同步：即使使用线程池，任务中对共享资源的操作仍需要同步。
- 避免线程局部变量泄漏：如果任务中使用了线程局部变量（
ThreadLocal），需要确保在任务结束时清理这些变量。
示例代码：使用 ThreadPoolExecutor
import java.util.concurrent.*;
public class ThreadPoolExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程池
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
4, // 核心线程数
10, // 最大线程数
60L, // 空闲线程存活时间
TimeUnit.SECONDS, // 时间单位
new LinkedBlockingQueue<>(100), // 任务队列
Executors.defaultThreadFactory(), // 线程工厂
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒绝策略
);
// 提交任务
for (int i = 0; i < 200; i++) {
int taskId = i;
executor.submit(() -> {
System.out.println("任务 " + taskId + " 正在执行，线程：" + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(1000); // 模拟任务执行时间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
// 关闭线程池
executor.shutdown();
try {
if (!executor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
executor.shutdownNow();
}
} catch (InterruptedException e) {
executor.shutdownNow();
}
}
}
总结
使用 ThreadPoolExecutor 时，需要注意以下细节：
- 合理配置线程池参数，根据任务类型和系统资源选择合适的线程池大小和任务队列。
- 选择合适的任务队列，避免资源耗尽。
- 正确关闭线程池，释放资源。
- 避免资源竞争和线程安全问题。
- 监控线程池状态，便于排查问题。
通过合理配置和使用 ThreadPoolExecutor，可以显著提高多线程程序的性能和稳定性。
5. 如何解决线程间的通信问题？
答案：
线程间的通信是多线程编程中的一个重要问题，它涉及到线程之间如何传递信息、协调操作以及同步状态。在 Java 中，提供了多种机制来解决线程间的通信问题，包括内置的同步机制、显式的线程通信工具以及高级并发工具类。
以下是解决线程间通信问题的几种常见方法：
1. 使用 wait() 和 notify() / notifyAll()
wait() 和 notify() 是 Java 中最基本的线程通信机制，它们依赖于对象的内置锁（synchronized）。
工作原理：
wait()：当前线程释放对象锁，并进入等待状态，直到其他线程调用该对象的notify()或notifyAll()方法。notify()：唤醒一个正在等待该对象锁的线程。notifyAll()：唤醒所有正在等待该对象锁的线程。
示例：生产者-消费者问题
public class ProducerConsumer {
private final Object lock = new Object();
private boolean available = false;
public void produce() throws InterruptedException {
synchronized (lock) {
while (available) { // 确保不会重复生产
lock.wait(); // 等待消费
}
// 生产操作
System.out.println("生产者生产数据");
available = true;
lock.notifyAll(); // 唤醒等待的线程
}
}
public void consume() throws InterruptedException {
synchronized (lock) {
while (!available) { // 确保有数据可消费
lock.wait(); // 等待生产
}
// 消费操作
System.out.println("消费者消费数据");
available = false;
lock.notifyAll(); // 唤醒等待的线程
}
}
public static void main(String[] args) {
ProducerConsumer pc = new ProducerConsumer();
Thread producer = new Thread(() -> {
try {
pc.produce();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread consumer = new Thread(() -> {
try {
pc.consume();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
producer.start();
consumer.start();
}
}
优点：
- 基于内置锁，使用简单。
- 可以实现线程间的精确通信。
缺点：
- 必须在
synchronized块中使用。 - 容易出错，如忘记调用
notify()或wait()，可能导致线程死锁。
2. 使用 Condition 接口
Condition 是 Java java.util.concurrent.locks 包中的一个接口，用于替代传统的 wait() 和 notify()。它提供了更灵活的线程通信机制。
工作原理：
Condition与Lock配合使用。- 提供了
await()（类似wait()）和signal()/signalAll()（类似notify()/notifyAll()）方法。
示例：生产者-消费者问题
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ProducerConsumerWithCondition {
private final Lock lock = new ReentrantLock();
private final Condition condition = lock.newCondition();
private boolean available = false;
public void produce() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (available) {
condition.await(); // 等待消费
}
// 生产操作
System.out.println("生产者生产数据");
available = true;
condition.signalAll(); // 唤醒等待的线程
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void consume() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (!available) {
condition.await(); // 等待生产
}
// 消费操作
System.out.println("消费者消费数据");
available = false;
condition.signalAll(); // 唤醒等待的线程
} finally {
lock.unlock();
}
}
public static void main(String[] args) {
ProducerConsumerWithCondition pc = new ProducerConsumerWithCondition();
Thread producer = new Thread(() -> {
try {
pc.produce();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread consumer = new Thread(() -> {
try {
pc.consume();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
producer.start();
consumer.start();
}
}
优点：
- 比
wait()和notify()更灵活。 - 可以绑定多个条件变量，实现更复杂的线程通信。
缺点：
- 使用
Lock和Condition比内置锁更复杂。 - 需要手动管理锁的释放。
3. 使用 BlockingQueue
BlockingQueue 是一个线程安全的队列接口，提供了阻塞操作，使得线程间通信更加简单。它是解决生产者-消费者问题的推荐方式。
工作原理：
- 生产者线程调用
put()方法将数据放入队列，如果队列已满，线程会阻塞。 - 消费者线程调用
take()方法从队列中取出数据，如果队列为空，线程会阻塞。
示例：生产者-消费者问题
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class ProducerConsumerWithBlockingQueue {
private final BlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<>(1);
public void produce() throws InterruptedException {
String data = "数据";
System.out.println("生产者生产数据：" + data);
queue.put(data); // 放入队列，队列满时阻塞
}
public void consume() throws InterruptedException {
String data = queue.take(); // 从队列中取出数据，队列空时阻塞
System.out.println("消费者消费数据：" + data);
}
public static void main(String[] args) {
ProducerConsumerWithBlockingQueue pc = new ProducerConsumerWithBlockingQueue();
Thread producer = new Thread(() -> {
try {
pc.produce();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread consumer = new Thread(() -> {
try {
pc.consume();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
producer.start();
consumer.start();
}
}
优点：
- 简化了线程间的通信逻辑。
- 内置阻塞操作，无需手动管理锁。
缺点：
- 功能相对固定，无法实现复杂的线程通信。
4. 使用 CountDownLatch
CountDownLatch 是一个同步辅助工具，允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。
工作原理：
- 初始化时设置一个计数值。
- 每次调用
countDown()方法，计数值减 1。 - 调用
await()方法的线程会阻塞，直到计数值为 0。
示例：线程同步
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class CountDownLatchExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3); // 初始化计数器为 3
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始执行");
try {
Thread.sleep(1000); // 模拟任务执行
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行完成");
latch.countDown(); // 计数器减 1
}).start();
}
System.out.println("主线程等待所有子线程完成");
latch.await(); // 主线程阻塞，直到计数器为 0
System.out.println("所有子线程已完成，主线程继续执行");
}
}
优点：
- 简单易用，适用于线程同步场景。
- 可以实现线程间的等待和通知。
缺点：
- 计数器只能使用一次，无法重置。
5. 使用 CyclicBarrier
CyclicBarrier 是一个同步辅助工具，允许一组线程在某个点上相互等待。
工作原理：
- 初始化时设置一个屏障点的线程数。
- 每个线程到达屏障点后调用
await()方法。 - 当所有线程都到达屏障点时，所有线程同时继续执行。
示例：线程同步
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class CyclicBarrierExample {
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3); // 设置屏障点的线程数为 3
6. 如何避免线程死锁？
答案：
死锁是指两个或多个线程互相等待对方释放资源，导致无法继续执行。避免死锁的方法：
- 避免嵌套锁：尽量减少嵌套锁的使用。
- 按固定顺序加锁：确保所有线程按相同顺序获取锁。
- 使用定时锁：通过
tryLock()尝试加锁，超时则放弃。 - 减少锁的粒度：使用更细粒度的锁，减少锁
7. 锁的作用范围？如存在一个A类，A类中有一个synchronized修饰的叫update的方法，那么用A类创建了A1和A2两个对象，这两个对象都去调用update方法，会竞争锁资源吗？
答案：
在 Java 中，synchronized 关键字用于同步方法或代码块，以确保在多线程环境下对共享资源的互斥访问。synchronized 的作用范围取决于它修饰的对象：
- 修饰实例方法：锁的是当前对象实例。
- 修饰静态方法：锁的是整个类的类对象。
- 修饰代码块：锁的是指定的对象。
在你的问题中，A 类中的 update 方法被 synchronized 修饰，且没有明确指出是静态方法，因此可以推断它是实例方法。
分析：
- 如果
update是实例方法，synchronized锁的是当前对象实例（this）。 - 当你创建了两个对象
A1和A2，它们分别调用update方法时：A1调用update时，锁的是A1对象。A2调用update时，锁的是A2对象。
因为 A1 和 A2 是两个不同的对象实例，它们的锁是独立的，互不干扰。因此，A1 和 A2 调用 update 方法时不会竞争锁资源。
示例代码：
class A {
public synchronized void update() {
System.out.println("更新方法被调用，当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("更新方法结束，当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
A A1 = new A();
A A2 = new A();
// 创建两个线程分别调用 A1 和 A2 的 update 方法
Thread t1 = new Thread(() -> A1.update(), "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(() -> A2.update(), "Thread-2");
t1.start();
t2.start();
}
}
输出示例：
更新方法被调用，当前线程：Thread-1
更新方法被调用，当前线程：Thread-2
更新方法结束，当前线程：Thread-1
更新方法结束，当前线程：Thread-2
从输出可以看出，A1 和 A2 的 update 方法可以同时运行，互不干扰。
如果 update 是静态方法：
如果 update 方法是静态的（static synchronized），情况会有所不同。静态方法的锁是类对象（A.class），而不是实例对象。因此，无论 A1 还是 A2 调用静态的 update 方法，它们都会竞争同一个锁（类锁），从而导致线程互斥。
示例代码（静态方法）：
class A {
public static synchronized void update() {
System.out.println("更新方法被调用，当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("更新方法结束，当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
A A1 = new A();
A A2 = new A();
Thread t1 = new Thread(() -> A.update(), "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(() -> A.update(), "Thread-2");
t1.start();
t2.start();
}
}
输出示例：
更新方法被调用，当前线程：Thread-1
更新方法结束，当前线程：Thread-1
更新方法被调用，当前线程：Thread-2
更新方法结束，当前线程：Thread-2
从输出可以看出，Thread-2 必须等待 Thread-1 完成后才能执行，说明它们竞争同一个锁。
总结：
- 如果
update是实例方法，A1和A2调用时不会竞争锁资源。 - 如果
update是静态方法，A1和A2调用时会竞争同一个锁（类锁）。
当 synchronized 修饰的是代码块时，锁的作用范围取决于代码块中指定的对象。synchronized 代码块可以锁定以下两种对象：
- 实例对象（
this）：锁定当前对象实例。 - 任意对象：锁定代码块中指定的任意对象。
1. 锁定当前实例对象（this）
如果 synchronized 代码块锁定的是当前实例对象（this），那么行为与同步实例方法类似。每个对象实例都有自己的锁，不同实例的锁是独立的。
示例代码：
class A {
public void update() {
synchronized (this) { // 锁定当前实例对象
System.out.println("更新方法被调用，当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("更新方法结束，当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
A A1 = new A();
A A2 = new A();
Thread t1 = new Thread(() -> A1.update(), "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(() -> A2.update(), "Thread-2");
t1.start();
t2.start();
}
}
输出示例：
更新方法被调用，当前线程：Thread-1
更新方法被调用，当前线程：Thread-2
更新方法结束，当前线程：Thread-1
更新方法结束，当前线程：Thread-2
分析：
A1和A2是不同的实例，它们各自锁定自己的this对象。- 因此，
Thread-1和Thread-2不会竞争锁资源，可以同时运行。
2. 锁定同一个共享对象
如果 synchronized 代码块锁定的是同一个共享对象，那么所有线程都会竞争同一个锁。
示例代码：
class A {
private static final Object lock = new Object(); // 共享锁对象
public void update() {
synchronized (lock) { // 锁定同一个共享对象
System.out.println("更新方法被调用，当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("更新方法结束，当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
A A1 = new A();
A A2 = new A();
Thread t1 = new Thread(() -> A1.update(), "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(() -> A2.update(), "Thread-2");
t1.start();
t2.start();
}
}
输出示例：
更新方法被调用，当前线程：Thread-1
更新方法结束，当前线程：Thread-1
更新方法被调用，当前线程：Thread-2
更新方法结束，当前线程：Thread-2
分析：
A1和A2的update方法都锁定的是同一个共享对象lock。- 因此，
Thread-1和Thread-2会竞争同一个锁，导致互斥。
3. 锁定类对象（A.class）
如果 synchronized 代码块锁定的是类对象（A.class），那么行为与同步静态方法类似。所有线程都会竞争同一个类锁。
示例代码：
class A {
public void update() {
synchronized (A.class) { // 锁定类对象
System.out.println("更新方法被调用，当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("更新方法结束，当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
A A1 = new A();
A A2 = new A();
Thread t1 = new Thread(() -> A1.update(), "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(() -> A2.update(), "Thread-2");
t1.start();
t2.start();
}
}
输出示例：
更新方法被调用，当前线程：Thread-1
更新方法结束，当前线程：Thread-1
更新方法被调用，当前线程：Thread-2
更新方法结束，当前线程：Thread-2
分析：
A1和A2的update方法都锁定的是同一个类对象A.class。- 因此，
Thread-1和Thread-2会竞争同一个锁，导致互斥。
总结
- 如果
synchronized代码块锁定的是 当前实例对象（this），不同实例的锁是独立的，不会竞争锁资源。 - 如果
synchronized代码块锁定的是 同一个共享对象 或 类对象（A.class），所有线程会竞争同一个锁，导致互斥。
通过合理选择锁对象，可以灵活控制线程之间的同步行为。