【JAVA EE初阶】多线程（上）

1.预备知识

1.1 冯诺依曼体系结构：

1.2 现代CPU主要关心指标（和日常开发密切相关的）

1.3 计算机中，一个汉字占几个字节？

1.4 Windows和Linux的区别

1.5 PCB的一些关键要点

2.线程和进程

2.1 创建线程的写法

2.2 thread的几个常见属性

2.3 休眠当前进程

3.线程的状态

4.多线程带来的风险-线程安全

4.1 线程安全问题产生原因

4.2 synchronized关键字

4.3 解决死锁的方法

4.4 Java标准库中的线程安全类

5.volatile关键字

5.1 volatile能保证内存可见性

5.2 volatile不保证原子性

6. wait和notify

1.预备知识

1.1 冯诺依曼体系结构：

CPU，存储器（内存、外存/硬盘），输入/输出设备

内存和硬盘区别：

内存访问速度快，硬盘速度慢
内存空间小，硬盘空间大
内存成本高，硬盘成本低
内存数据掉电后丢失，硬盘数据掉电后持续存储

有的设备既是输入设备又是输出设备，比如触摸屏，网卡（上网时和网线连接部分的硬件设备，集成在主板上）...

1.2 现代CPU主要关心指标（和日常开发密切相关的）

CPU的频率
基频/默频
睿频/加速频率

CPU的核心数
大小核

CPU的基本工作流程：读取指令、解析指令、执行指令

1.3 计算机中，一个汉字占几个字节？

取决于字符集（汉字怎样编码）

gbk（中国大陆上曾经广泛使用的）。Windows10/11简体中文版默认gbk.使用VS写代码打印汉字strlen，结果是2；
utf8（当下全世界最流行的编码方式）
一个汉字占3字节。utf8本身是变长编码（1-4）；

unicode（Java的char就是使用unicode）一个汉字2字节
Java的String就不一定

1.4 Windows和Linux的区别

最直接的区别：两个系统提供的API（系统函数）不同

比如：Windows的Sleep(ms) =>#include <Windows.h>

Linux的sleep(s) usllep(us) =>#include <unistd.h>

Windows一般是使用图形化界面操作；Linux一般是命令行操作（命令）

不同的操作系统之间不兼容，java却有“跨平台”特性，不需要任何修改，就可以在不同的系统上完成同样的功能，原因在于Java虚拟机，不同的主流系统都有各自的Java 虚拟机，Windows有Windows JVM,Linux有Linux JVM，这些JVM是不同的程序，但是上层支持的Java字节码是一致的。

进程是操作系统中，资源分配的基本单位。

1.5 PCB的一些关键要点

pid（进程id）进程的身份标识符
内存指针（一组指针）
1. 进程需要知道要执行的指令的地址
2. 指令依赖的数据在哪里
文件描述符表
进程状态
进程优先级
进程上下文
进程的记账信息（统计每个进程在CPU上运行了多久，如果某个进程很久没有得到CPU资源，就给此进程多一些资源）

在一个CPU核心上，按照分时复用，执行多个进程这样的方式，称为“并发执行”；（人看起来是同时执行，微观上，其实是一个CPU在串行执行，切换速度极快）

在多个CPU核心上，同时执行多个进程这样的方式，称为“并行执行”。（实际上就是“同时执行”）

现代CPU在运行这些进程的时候，并发和并行是同时存在的。

因为需要并发执行，所以操作系统需要进行进程的快速切换，即“进程调度”。

线程是CPU上调度执行的基本单位。

2.线程和进程

线程（Thread）：

概念：线程是进程内部的执行单元，是操作系统能够进行运算调度的最小单位。
特点：
- 轻量级：线程的创建、切换和销毁相对较快。
- 共享资源：线程可以共享进程的资源。
- 并发执行：多个线程可以同时执行，提高程序的并发性能。

进程（Process）：

概念：进程是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
特点：
- 独立性：每个进程有独立的地址空间、状态和资源。
- 资源分配：进程拥有自己的资源，如内存、CPU 等。
- 隔离性：进程之间相互隔离，互不干扰。

进程是操作系统资源分配的基本单位；线程是操作系统调度执行的基本单位。

区别：

独立性：进程是独立的执行实体，每个进程有自己的地址空间、资源和状态；而线程是进程中的一部分，共享进程的地址空间和资源。
资源分配：进程分配资源（如内存）；线程共享进程的资源。
调度：进程调度涉及到进程的切换；线程调度更细粒度，切换速度快。
进程的创建和销毁开销较大，而线程更灵活、高效。
进程是包含线程的. 每个进程⾄少有⼀个线程存在，即主线程。

2.1 创建线程的写法

1. 继承Thread，重写run

package thread;class MyThread extends Thread{@Overridepublic void run(){// run相当于线程的入口（新线程启动就自动执行）while(true){System.out.println("<UNK>");}}
}
public class Demo1 {public static void main(String[] args) {Thread t=new MyThread();while(true){t.start();//真正在系统中创建出一个线程（JVM调用操作系统的API完成线程创建操作）}}
}

2. 实现Runnable，重写run（能够更好的解耦合）

package thread;class MyRunnable implements Runnable{@Overridepublic void run() {while(true){System.out.println("<UNK1>");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}
public class Demo2 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Runnable runnable = new MyRunnable();Thread t = new Thread(runnable);t.start();while(true){System.out.println("<UNK2>");Thread.sleep(1000);}}
}

对⽐上⾯两种⽅法:

继承 Thread 类, 直接使⽤ this 就表⽰当前线程对象的引⽤.
实现 Runnable 接⼝, this 表⽰的是 MyRunnable 的引⽤. 需要使⽤ Thread.currentThread()

3. 匿名内部类创建 Thread ⼦类对象

package thread;public class Demo3 {public static void main(String[] args) {Thread t=new Thread(){// 匿名内部类// 1.创建一个Thread子类，是匿名的// 2.{}里面编写子类的定义代码，子类里面的属性、方法、重写父类的方法// 3.创建了这个匿名内部类的实例，并把实例的引用赋值给t@Overridepublic void run(){while(true){System.out.println("hello thread");try{Thread.sleep(2000);}catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}}}};t.start();while(true){System.out.println("hello main");try{Thread.sleep(2000);}catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}}}
}

4. 匿名内部类创建 Runnable ⼦类对象

package thread;public class Demo4 {public static void main(String[] args) {Runnable runnable = new Runnable() {@Overridepublic void run() {while(true){System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}};Thread thread = new Thread(runnable);thread.start();while(true){System.out.println("hello main");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

5. lambda 表达式创建 Runnable ⼦类对象（本质上是“匿名函数”，主要用途是作为“回调函数”）

package thread;public class Demo5 {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(() -> {while (true) {System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});t.start();while (true) {System.out.println("hello main");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

2.2 thread的几个常见属性

ID是线程的唯一标识，不同线程不会重复
名称是各种调试工具用到
状态表示线程当前所处的一个情况
JVM会在一个进程的所有前台线程结束后，才会结束运行
是否存活，即run方法是否运行结束了

守护进程（Deamon）：

前台线程的存在能够影响到进程继续存在；

后台线程的存在不影响进程结束，这些是JVM自带的线程，即使他们继续存在，如果进程要结束了，他们也随之结束。

package thread;public class Demo7 {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(()->{while(true){System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});//线程默认是前台线程t.setDaemon(true);//在start之前进行，将此线程设为后台线程，无力阻止进程结束t.start();for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println("hello main");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

package thread;public class Demo8 {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(()->{for(int i=0;i<3;i++){System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});//这个结果一定是false//此时还没有调用start，没有真正创建线程System.out.println(t.isAlive());t.start();while(true){System.out.println(t.isAlive());try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {}}}
}

每个Thread对象，都只能start一次

每次想创建一个新的线程，都得创建一个新的Thread对象（不能重复利用）

package thread;public class Demo9 {public static void main(String[] args) {Thread t=new Thread(()->{System.out.println("hello thread");});t.start();t.start();//抛出异常}
}

Thread对象和内核中的线程一一对应，可能出现内核中的线程已经结束销毁了，但是Thread对象还在。

package thread;public class Demo10 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {boolean isFinished=false;Thread t =new Thread(()->{while (!isFinished) {//报错//lambda里面，希望使用外面的变量，触发“变量捕获”这样的语法。// lambda是回调函数，操作系统真正创建出线程之后才会执行。//很有可能，后续线程创建好了之后，当前main里的方法都执行完了，对应的isFinished就销毁了//为了解决问题，Java把被捕获的变量拷贝一份，拷贝给lambda//外面的变量是否销毁，就不影响lambda里面的执行了System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw  new RuntimeException(e);}}System.out.println("thread is finished");});t.start();Thread.sleep(3000);isFinished = true;}
}

package thread;public class Demo11 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t=new Thread(()->{//这是在lambda中（即在t线程的入口方法中）调用的//返回结果是t
//            System.out.println("t:"+Thread.currentThread().getName());while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){//静态方法，哪个线程调用，获取到的就是哪个线程的Thread引用System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {
//                    break;//针对上述代码，//正常来说，调用Interrupt方法就会修改isInterrupted方法内部的标志位，设为true//由于上述代码把sleep唤醒了，//这种提前唤醒的情况下，sleep就会在唤醒之后把isInterrupted标志位设置为false//因此在这样的情况下，如果继续执行到循环条件判定，就会发现能继续执行
//                    throw new RuntimeException(e);}}System.out.println("thread exit");});t.start();Thread.sleep(3000);System.out.println("main线程尝试终止t线程");t.interrupt();//这个代码是在main中调用的，返回结果是main
//        System.out.println("main:"+Thread.currentThread().getName());}
}

thread 收到通知的⽅式有两种：

如果线程因为调⽤ wait/join/sleep 等⽅法⽽阻塞挂起，则以 InterruptedException 异常的形式通知，清除中断标志。当出现 InterruptedException 的时候, 要不要结束线程取决于 catch 中代码的写法. 可以选择忽略这个异常, 也可以跳出循环结束线程.
否则，只是内部的⼀个中断标志被设置，thread 可以通过Thread.currentThread().isInterrupted() 判断指定线程的中断标志被设置，不清除中断标志这种⽅式通知收到的更及时，即使线程正在 sleep 也可以⻢上收到。

package thread;public class Demo12 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t=new Thread(()->{for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}System.out.println("t线程结束");});t.start();Thread.sleep(2000);//虽然可以通过sleep休眠的时间控制线程结束的顺序，但是这样的设定并不科学//通过设置时间的方式不一定靠谱System.out.println("main线程结束");}
}

在main线程中调用t.join，主线程等待t先结束，main线程就会“阻塞等待”

join提供的参数指定“超时时间”，即等待的最大时间

2.3 休眠当前进程

线程调度不可控，因此只能保证实际休眠时间大于等于参数设置的休眠时间。

代码调用sleep，相当于当前进程让出CPU资源，后续时间到了，需要操作系统内核，再把这个线程调到CPU上，才能继续执行。（不是立即执行）

sleep(0)是使用sleep的特殊写法，意味着当前线程立即放弃CPU资源，等待操作系统重新调度。

3.线程的状态

NEW：安排了工作，还未开始行动。new了Thread对象，还没start.

package thread;public class Demo13 {public static void main(String[] args) {Thread t=new Thread(()->{System.out.println("hello thread");});System.out.println(t.getState());//NEWt.start();}
}

TERMINATED：工作完成了。内核中的线程已经结束了，但是Thread对象还在.

package thread;public class Demo13 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t=new Thread(()->{System.out.println("hello thread");});System.out.println(t.getState());//NEWt.start();Thread.sleep(1000);System.out.println(t.getState());//TERMINATED}
}

RUNNABLE：可工作的。又可分为正在工作和即将开始工作.

就绪：线程正在CPU上执行；线程随时可以去CPU上执行。

TIMED_WAITING：指定时间的阻塞（阻塞的时间有上限，sleep时间到了就回到RUNNABLE）

package thread;public class Demo13 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t=new Thread(()->{while(true){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});System.out.println(t.getState());//NEWt.start();Thread.sleep(1000);System.out.println(t.getState());//TIMED_WAITING}
}

package thread;public class Demo14 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t=new Thread(()->{while(true){System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw  new RuntimeException(e);}}});t.start();t.join(6000*1000);//main线程所处的状态为TIMED_WAITING}
}

WAITING：死等，没有超时时间的阻塞等待。（线程执行完才能回到RUNNABLE）

package thread;public class Demo14 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t=new Thread(()->{while(true){System.out.println("hello thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw  new RuntimeException(e);}}});t.start();t.join();//main线程的状态为WAITING}
}

BLOCKED：是一种特殊的阻塞，由于锁导致的阻塞。

4.多线程带来的风险-线程安全

package thread;public class Demo15 {private static int count=0;public static void main(String[] args) {Thread t1=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){count++;}});Thread t2=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){count++;}});t1.start();t2.start();System.out.println(count);//0//main先执行打印}
}

加入t.join之后的结果：（在t1和t2执行完后打印）

package thread;public class Demo15 {private static int count=0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){count++;}System.out.println("t1结束");});Thread t2=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){count++;}System.out.println("t2结束");});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();//两个线程谁先join无所谓//总的阻塞时间是t1和t2较长的时间//区别在于是分两个join各自阻塞一会//还是在一个join全部阻塞完System.out.println(count);//63060（多线程并发执行引起的问题）}
}

上述代码是由于多线程的并发执行代码引起的bug，称为“线程安全问题”，或者叫做“线程不安全”。

如果代码在多线程并发执行的环境下也不会出现类似上述的bug，就称代码“线程安全”。

实现预期结果：（串行执行）

package thread;public class Demo15 {private static int count=0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){count++;}System.out.println("t1结束");});Thread t2=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){count++;}System.out.println("t2结束");});t1.start();t1.join();t2.start();t2.join();//两个线程谁先join无所谓//总的阻塞时间是t1和t2较长的时间//区别在于是分两个join各自阻塞一会//还是在一个join全部阻塞完System.out.println(count);//100000}
}

count++实际对应3个CPU指令：

load，把内存中的值（count变量）读取到CPU寄存器
add，把指定寄存器中的值进行+1操作（结果还是在寄存器中）
save，把寄存器中的值写回到内存中

CPU执行这三条指令的过程中，随时可能触发线程的调度切换

4.1 线程安全问题产生原因

1. [根本]操作系统对于线程的调度是随机的，抢占式执行
2. 多个线程同时修改同一个变量（出现了中间结果相互覆盖的情况）

解决方法：和代码的结构直接相关，调整代码结构，规避一些线程不安全的代码。

有些情况下，需求就是需要多线程修改同一个变量。

3. 修改操作，不是原子的。

如果修改操作只对应一个CPU指令，就认为是原子的，CPU不会出现“一条指令执行一半”的情况。

解决方法：加锁。通过加锁，让不是原子的操作，打包成一个原子的操作。

加锁操作，不是把线程锁死到CPU上，禁止线程被调度走；而是禁止其他线程重新加这个锁，避免其他线程在当前线程执行过程中插队。

【事务的4个特性：原子性，一致性，持久性，隔离性】

Java中的String就是采取“不可变”特性确保线程安全。（String没有提供public的修改方法）

String的final用来实现“不可继承”。

两个线程，针对同一个对象加锁，才会产生互斥效果。（一个线程加锁，另一个线程就阻塞等待，等第一个线程释放锁才有机会）

package thread;public class Demo15 {private static int count=0;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object locker = new Object();Thread t1=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){synchronized (locker){count++;}}System.out.println("t1结束");});Thread t2=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){synchronized (locker){count++;}}System.out.println("t2结束");});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();//两个线程谁先join无所谓//总的阻塞时间是t1和t2较长的时间//区别在于是分两个join各自阻塞一会//还是在一个join全部阻塞完System.out.println(count);//100000}
}

4. 内存可见性问题引起的线程不安全
5. 指令重排序引起的线程不安全

Java中使用synchronized+代码块，很少使用lock+unlock函数的方式，是因为unlock容易遗漏。

lock和unlock中间如果有return或者异常处理，后面的unlock会执行不到。

synchronized就避免了这种情况。

package thread;class Counter{public int count=0;public void add(){synchronized (this){count++;}}public int get(){return count;}
}
public class Demo18 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object locker=new Object();Counter counter=new Counter();Thread t1=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){counter.add();}});Thread t2=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){counter.add();}});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();System.out.println(counter.get());}
}

注意：

    public void add(){synchronized (this){count++;}}//可以变形为：synchronized public void add(){count++;}

StringBuffer和Vector这些对象方法上就是带有synchronized（针对this加锁）

有一种特殊情况：

static修饰的方法不存在this，此时，synchronized修饰static方法，相当于针对类对象加锁：

    public synchronized static void func(){synchronized(Counter.class){}}

synchronized修饰普通方法，相当于是给this加锁；

synchronized修饰静态方法，相当于是给类对象加锁。

4.2 synchronized关键字

synchronized的特性：互斥；可重入

对一个线程连续加锁两次，会出现死锁：

        Thread t1=new Thread(()->{for(int i=0;i<50000;i++){synchronized (locker){synchronized (locker){//阻塞等待，等到前一次的锁被释放，第二次加锁的阻塞才会解除counter.add();}}}});

synchronized的可重入特性可以解决：

当某个线程针对一个锁加锁成功后，后续该线程再次针对这个锁进行加锁，不会触发阻塞，而是直接往下走。但是如果是其他线程尝试加锁就会正常阻塞。

可重入锁的实现原理，关键在于让锁对象内部保存当前是哪个线程持有这把锁。

后续有线程针对这个锁加锁的时候，对比一下锁持有者的线程是否和当前加锁的线程是同一个。

如何自己实现一个可重入锁？

在锁内部记录当前是哪个线程持有的锁，后续每次加锁，都进行判定
通过计数器，记录当前加锁的次数，从而确定何时真正进行解锁

两个线程两把锁，每个线程获取到一把锁之后，尝试获取对方的锁会引起死锁：

package thread;public class Demo20 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object locker1=new Object();Object locker2=new Object();Thread t1=new Thread(()->{synchronized (locker1){try{Thread.sleep(1000);}catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}synchronized (locker2){System.out.println("t1线程两个锁都获取到");}}});Thread t2=new Thread(()->{synchronized (locker1){try{Thread.sleep(1000);}catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}synchronized (locker2){System.out.println("t2线程两个锁都获取到");}}});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();}
}

如果不加sleep，有可能t1把locker1和locker2都拿到了，t2还没开始，自然无法构成死锁。

死锁的第三种情况：N个线程M把锁

一个经典的模型：哲学家就餐问题

构成死锁的四个必要条件：

锁是互斥的。一个线程拿到锁之后，另一个线程再次尝试获取锁，必须要阻塞等待。
锁是不可抢占的。
请求和保持。一个线程拿到锁1之后，不释放锁1的前提下获取锁2
循环等待。多个线程多把锁之间的等待过程构成了“循环”

4.3 解决死锁的方法

1.破坏“请求和保持”

代码中加锁不要嵌套：

package thread;public class Demo20 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object locker1=new Object();Object locker2=new Object();Thread t1=new Thread(()->{synchronized (locker1){try{Thread.sleep(1000);}catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}}synchronized (locker2){System.out.println("t1线程两个锁都获取到");}});Thread t2=new Thread(()->{synchronized (locker2){try{Thread.sleep(1000);}catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}}synchronized (locker1){System.out.println("t2线程两个锁都获取到");}});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();}
}

2.破坏“循环等待”

约定好加锁的顺序：（先获取序号小的，后获取序号大的）

package thread;public class Demo20 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object locker1=new Object();Object locker2=new Object();Thread t1=new Thread(()->{synchronized (locker1){try{Thread.sleep(1000);}catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}synchronized (locker2){System.out.println("t1线程两个锁都获取到");}}});Thread t2=new Thread(()->{synchronized (locker1){try{Thread.sleep(1000);}catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}synchronized (locker2){System.out.println("t2线程两个锁都获取到");}}});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();}
}

4.4 Java标准库中的线程安全类

数据结构集合类自身没有进行任何加锁限制，线程不安全：

ArrayList,LinkedList,HashMap,TreeMap,HashSet,TreeSet,StringBuilder

但是还有一些是线程安全的，使用了一些锁机制来控制：

Vector(不推荐使用),HashTable(不推荐使用),ConcurrentHashMap（推荐）,StringBuffer

代码中使用锁，意味着代码可能因为锁的竞争产生阻塞，从而程序的执行效率降低。

String虽然没有加锁，但是不涉及“修改”，仍然是线程安全的。

5.volatile关键字

5.1 volatile能保证内存可见性

线程安全问题。一个线程读取，一个线程修改，修改线程修改的值并没有被读线程读取到。

package thread;import java.util.Scanner;public class Demo21 {private static int flg=0;public static void main(String[] args) {Thread t1=new Thread(()->{while(flg==0){}System.out.println("t1线程结束");});Thread t2=new Thread(()->{Scanner sc=new Scanner(System.in);System.out.println("请输入flg的值：");flg=sc.nextInt();});t1.start();t2.start();}
}

在t1线程中while循环里面，JVM执行读flg的操作，发现始终是0（用户输入时间相较于读取时间太长），于是把读取内存的操作优化为读取寄存器的操作，后续load不再重新读内存，直接从寄存器中取。当用户输入值修改flg，此时t1线程就感知不到了。

package thread;import java.util.Scanner;public class Demo21 {private static int flg=0;public static void main(String[] args) {Thread t1=new Thread(()->{while(flg==0){try{Thread.sleep(1);//加了sleep之后，sleep消耗的时间相比于上面load flg的操作，高了很多}catch(InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}}System.out.println("t1线程结束");});Thread t2=new Thread(()->{Scanner sc=new Scanner(System.in);System.out.println("请输入flg的值：");flg=sc.nextInt();});t1.start();t2.start();}
}

针对内存可见性问题，也不能指望sleep解决，因为sleep大大影响到程序的效率。

因此，在语法中，引入volatile关键字来修饰某个变量，此时编译器对变量的读取操作，就不会优化成读寄存器。

package thread;import java.util.Scanner;public class Demo21 {private volatile static int flg=0;public static void main(String[] args) {Thread t1=new Thread(()->{while(flg==0){}System.out.println("t1线程结束");});Thread t2=new Thread(()->{Scanner sc=new Scanner(System.in);System.out.println("请输入flg的值：");flg=sc.nextInt();});t1.start();t2.start();}
}

JMM Java内存模型

每个线程有一个自己的“工作内存”，同时这些线程共享一个“主内存”。当一个线程循环进行上述读取变量操作的时候，就会把主内存中的数据，拷贝到该线程的工作内存中，后续另一个线程修改，也是先修改自己的工作内存，拷贝到主内存中。由于第一个线程仍然在读自己的工作内存，因此感知不到主内存的变化。

5.2 volatile不保证原子性

6. wait和notify

public class Demo23 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object obj=new Object();System.out.println("1");obj.wait();//抛出异常//wait,会先执行解锁操作，给其他线程获取锁的机会//前提是已经加上锁System.out.println("2");}
}

加上锁：

public class Demo23 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object obj=new Object();System.out.println("1");synchronized (obj){//加锁obj.wait();//进入wait，释放锁，阻塞等待//如果其他线程做完了必要的工作，调用notify唤醒这个wait线程//wait就会解除阻塞，重新获取到锁，继续执行并返回（又一次加锁）//要求synchronized的锁对象必须和wait的对象是同一个}System.out.println("2");}
}

package thread;import java.util.Scanner;public class Demo24 {public static void main(String[] args) {Object locker=new Object();Thread t1=new Thread(()->{try {System.out.println("wait前");synchronized (locker) {locker.wait();//wait先释放锁}System.out.println("wait后");} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}});Thread t2=new Thread(()->{Scanner sc=new Scanner(System.in);System.out.println("输入任意内容，通知唤醒t1");sc.next();//next就是一个带有阻塞的操作，等待用户输入synchronized (locker){locker.notify();//这里需要先拿到锁，再notify}});t1.start();t2.start();}
}

wait操作必须搭配锁进行，wait会先释放锁；

notify操作，原则上不涉及加锁解锁操作，在Java中，强制要求notify搭配synchronized.

要确保先wait后notify，如果先notify后wait，此时wait无法被唤醒。notify的这个线程也没有副作用（notify一个没有在wait的对象，不会报错）。

搭配synchronized，锁对象得和调用wait/notify的对象一致。

如果多个线程在同一对象上wait，进行notify的时候是随机唤醒其中一个线程，再一次notify唤醒另一个线程：

package thread;import java.util.Scanner;public class Demo25 {public static void main(String[] args) {Object locker = new Object();Thread t1=new Thread(()->{try{System.out.println("t1 wait前");synchronized (locker){locker.wait();}System.out.println("t1 wait后");} catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}});Thread t2=new Thread(()->{try{System.out.println("t2 wait前");synchronized (locker){locker.wait();}System.out.println("t2 wait后");} catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}});Thread t3=new Thread(()->{Scanner sc=new Scanner(System.in);System.out.println("输入任意内容，唤醒其中一个线程：");sc.next();synchronized (locker){locker.notify();}System.out.println("输入任意内容，唤醒另一个线程：");sc.next();synchronized (locker){locker.notify();}});t1.start();t2.start();t3.start();}
}

notifyAll一次唤醒所有线程：

虽然同时唤醒t1和t2，由于wait唤醒之后要重新加锁。其中某个线程先加上锁开始执行，另一个线程因为加锁失败再次阻塞等待。等先走的线程解锁，后走的线程才能加上锁，继续执行。

package thread;import java.util.Scanner;public class Demo25 {public static void main(String[] args) {Object locker = new Object();Thread t1=new Thread(()->{try{System.out.println("t1 wait前");synchronized (locker){locker.wait();}System.out.println("t1 wait后");} catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}});Thread t2=new Thread(()->{try{System.out.println("t2 wait前");synchronized (locker){locker.wait();}System.out.println("t2 wait后");} catch (InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}});Thread t3=new Thread(()->{Scanner sc=new Scanner(System.in);System.out.println("输入任意内容，唤醒所有线程：");sc.next();synchronized (locker){locker.notifyAll();}});t1.start();t2.start();t3.start();}
}

wait和join类似，提供了“死等”版本和“超时时间”版本。

wait和sleep都有等待时间。wait可以使用notify提前唤醒，sleep也可以使用Interrupt提前唤醒。

wait和sleep最主要的区别在于对锁的操作：

wait必须要搭配锁，先加锁，才能用wait，sleep不需要
如果都是在synchronized内部使用，wait会释放锁，sleep不释放锁

有三个线程，分别只能打印A,B,C，要求按顺序打印ABC，打印10次：

package thread;public class Demo26 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object locker1 = new Object();Object locker2 = new Object();Object locker3 = new Object();Thread t1=new Thread(()->{try {for(int i=0;i<10;i++){synchronized (locker1){locker1.wait();}System.out.print("A");synchronized (locker2){locker2.notify();}}} catch (InterruptedException e) {throw  new RuntimeException(e);}});Thread t2=new Thread(()->{try {for(int i=0;i<10;i++){synchronized (locker2){locker2.wait();}System.out.print("B");synchronized (locker3){locker3.notify();}}} catch (InterruptedException e) {throw  new RuntimeException(e);}});Thread t3=new Thread(()->{try {for(int i=0;i<10;i++){synchronized (locker3){locker3.wait();}System.out.println("C");synchronized (locker1){locker1.notify();}}} catch (InterruptedException e) {throw  new RuntimeException(e);}});t1.start();t2.start();t3.start();//主线程中，通知一下locker1,让上述逻辑从t1开始执行//需要确保上述三个线程都执行到wait，再进行notifyThread.sleep(1000);synchronized (locker1){locker1.notify();}}
}