Java高并發5-守護執行緒、ThreadLocal和死鎖四個必要條件

一、復習

• void interrupt()、boolean isInterrupted()、boolean interrupted()
• interrupt()方法只是為了做一個“中斷”的標記，而不會真的停止該執行緒、isInterrupted是回傳執行緒的中斷狀態、interrupted()方法也是一樣的，但是這是一個static方法，可以直接呼叫而且根據原始碼，是所在的執行緒的中斷狀態，而且如果結果為true，它會立即消除“中斷”狀態，

二、背景關系切換

• 定義：CPU會給各個執行緒分配時間片，當一個執行緒的時間片使用結束后，它會處于就緒狀態，此時CPU會切換到另外一個執行緒，這就是背景關系切換，
• 背景關系切換的時機有兩個：（1）執行緒使用完時間片完全處于就緒狀態時；（2）執行緒被中斷；

三、死鎖

• 定義：兩個或者兩個以上的執行緒，當他們進行爭奪資源用于執行的時候，形成一種互相等待的局面，就是死鎖，

1.死鎖產生的四個必要條件：

• （1）互斥條件：執行緒對已經獲得的資源進行排他性使用，也就是資源被占用，只能由一個執行緒占用，如果其他執行緒想要獲得該資源，就必須等待，除非該執行緒釋放了資源，
• （2）請求并持有條件：一個執行緒占有了資源，并且還想要其他資源，但是此時其他資源被其他執行緒占用了，那么此時在等待資源釋放，并且并不會釋放自己已經持有的資源
• （3）不可剝奪條件：一個執行緒占用了資源，直到它使用完才會釋放，在此期間如果由其他執行緒想要該資源，是不能搶占的
• （4）環路等待條件，也就是有一個執行緒集合{t1,t2,t3,......tn},t1想要t2的資源，t2想要t3的資源......直到tn想要t1的資源，形成一個環路
• 舉個死鎖的例子

package com.ruigege.threadFoundation1;

public class DeadLockExample {
 //創建資源
 private static Object object1 = new Object();
 private static Object object2 = new Object();

 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    synchronized(object1) {
     System.out.println("執行緒1獲得了資源1");
     try {
      Thread.sleep(1000);
     } catch (InterruptedException e) {
      // TODO Auto-generated catch block
      e.printStackTrace();
     }
     synchronized(object2) {
      System.out.println("執行緒1獲得了資源2");
     }
     
    }

   }
  });
  Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    synchronized(object2) {
     System.out.println("執行緒2獲得了資源2");
     try {
      Thread.sleep(1000);
     } catch (InterruptedException e) {
      // TODO Auto-generated catch block
      e.printStackTrace();
     }
     synchronized(object1) {
      System.out.println("執行緒2獲得了資源1");
     }     
    }

   }
  });
  thread1.start();
  thread2.start();
  thread1.join();
  thread2.join();
 }
}

• 兩者互相等待上了，死鎖的四個條件都滿足了，形成了死鎖

2.如何避免死鎖

• 至少需要破壞一個必要條件，學過作業系統的小伙伴知道，目前只用請求并持有條件和環路等待條件是可以破壞的，上面的代碼稍微改動，把第二個執行緒的object1和object2，位置互換，也就是和執行緒1的順序一致，運行：

四、守護執行緒

• 在Java中有兩種執行緒一種是用戶執行緒，一種是守護執行緒，我們使用的main函式就是一個用戶執行緒，垃圾回收器就是一個守護執行緒，守護執行緒的描述就是JVM的退出并不取決于守護執行緒是否還在運行，也就是說，當用戶執行緒結束的時候，退出JVM，此時是否有守護執行緒都無所謂，依然會退出，

1.創建一個守護執行緒

執行緒.setDaemon(true);
執行緒.start();

• 呼叫setDaemon方法即可，我們來測驗一下，上面描述的特性是否成立

package com.ruigege.threadFoundation1;

public class DaemonThreadTest {

 public static void main(String[] args) {
  Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    while(true) {
     //我們這里搞一個死回圈也就是讓子執行緒不停
    }
   }
  });
  
  thread1.setDaemon(true);
  thread1.start();
  
  System.out.println("主執行緒已經結束了，看一看后面還有沒有游標在動");
  
 }
}

• 第一個沒設定為守護執行緒，可以看到雖然主執行緒已經結束了，但是子執行緒沒有結束，程式仍然在運行；第二個就是設定了，但是主執行緒一結束，守護執行緒也結束了，

linux命令 ps -ef | grep java 這個Linux命令代表什么 ps代表的是顯示某個行程；grep全稱為global regular expression print代表是查找的意思，它的后面可以接正則運算式，這個grep java就是代表查找出所有帶有java的行程然后顯示出來； |是管道符合，這里代表的意思就是前后兩個命令同時執行； ps后面跟一些引數，-e代表所有的行程；-f代表全稱執行緒，還有其他引數，百度了一下，-h : 不顯示標題；-l : 長格式-w : 寬輸出；a ：顯示終端上的所有行程，包括其他用戶的行程；r ：只顯示正在運行的行程；u ：以用戶為主的格式來顯示程式狀況；x ：顯示所有程式，不以終端機來區分，

• 總結：如果你想要主執行緒結束之后馬上退出JVM，那么就可以把子執行緒設定為守護執行緒，反之，就把子執行緒設定為用戶執行緒，

五、ThreadLocal決議

• 多執行緒訪問同一個共享物件的時候，往往會有并發問題，那么我們可以通過加鎖的方式來保證物件的內容統一，但是這種效率很低，于是Java的JDK提供了一個類ThreadLocal，該共享變數的作業原理是：一旦創建了一個共享變數之后，它會在每個執行緒中創建一個副本，用于本執行緒使用，實際操作的是自己執行緒獨有的副本，保證執行緒安全，不會和其他執行緒混淆
• 我們接下來舉個例子：

package com.ruigege.threadFoundation1;

public class ThreadLocalTest {
 
 public static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
 
 public static void printContentOfThreadLocal(ThreadLocal threadLocal) {
  System.out.println(threadLocal.get());
  threadLocal.remove();
  
 }
 
 public static void main(String[] args) {
  Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    threadLocal.set("共享變數1");
    System.out.println("執行緒1的共享變數是：");
    printContentOfThreadLocal(threadLocal);
    System.out.println("執行緒1去除共享變數后的值為:" + threadLocal.get());
   }
  });
  
  Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    threadLocal.set("共享變數2");
    System.out.println("執行緒2的共享變數是：");
    printContentOfThreadLocal(threadLocal);
    System.out.println("執行緒2去除共享變數后的值為:" + threadLocal.get());
   }
  });
  
  thread1.start();
  try {
   Thread.sleep(100);
  }catch(InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
  
  thread2.start();
  
 }
}

• 第一個是把陳述句threadLocal.remove注釋掉的結果，第二個是沒有注釋的結果，

六、原始碼：

• 所在包：com.ruigege.ThreadFoundation1
• https://github.com/ruigege66/ConcurrentJava
• CSDN：https://blog.csdn.net/weixin_44630050
• 博客園：https://www.cnblogs.com/ruigege0000/
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