并发编程
3. Java 线程
3.1 创建和运行线程
方法一，直接使用 Thread
// 创建线程对象
Thread t = new Thread() {
public void run() {
// 要执行的任务
}
};
// 启动线程
t.start();
方法二，使用 Runnable 配合 Thread
Runnable runnable = new Runnable() {
public void run(){
// 要执行的任务
}
};
// 创建线程对象
Thread t = new Thread( runnable );
// 启动线程
t.start();
方法三，FutureTask 配合 Thread
FutureTask 能够接收 Callable 类型的参数，用来处理有返回结果的情况
// 创建任务对象
FutureTask<Integer> task3 = new FutureTask<>(() -> {
log.debug("hello");
return 100;
});
// 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字，推荐
new Thread(task3, "t3").start();
// 主线程阻塞，同步等待 task 执行完毕的结果
Integer result = task3.get();
log.debug("结果是:{}", result);
3.7 sleep 与 yield
sleep特点
-
调用 sleep 会让当前线程从 Running 进入 Timed Waiting 状态（阻塞）
-
其它线程可以使用 interrupt 方法打断正在睡眠的线程，这时 sleep 方法会抛出 InterruptedException
-
睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行 (它需要等待CPU时间片分配到给自己才会执行,也就是执行权)
-
建议用 TimeUnit 的 sleep 代替 Thread 的 sleep 来获得更好的可读性
yield特点
- 调用 yield 会让当前线程从 Running 进入 Runnable 就绪状态，然后调度执行其它线程
- 具体的实现依赖于操作系统的任务调度器
sleep与yield的区别:
-
相同点:
- 都是让出cpu使用权
-
不同点:
-
sleep会把当前线程状态进入Timed_waiting,这时CPU是不会分配时间片给状态为Timed_waiting的线程的
-
yield是把当前线程进入Runnable就绪状态,而这个Runnable状态仍然可以获取cpu使用权,cpu仍然会给它分配时间片
-
sleep有等待时间,时间结束后sleep才改成Runnable状态,cpu才会考虑分配时间片给sleep,yield没有等待时间直接多running进行Runnable状态
-
其它线程可以使用 interrupt 方法打断正在睡眠的线程，这时 sleep 方法会抛出 InterruptedException, yield不会
-
线程优先级
- 线程优先级会提示（hint）调度器优先调度该线程，但它仅仅是一个提示，调度器可以忽略它 (不靠谱的东西)
- 如果 cpu 比较忙，那么优先级高的线程会获得更多的时间片，但 cpu 闲时，优先级几乎没作用
3.8 join 方法详解
join底层是用wait实现的,通过不断的判断isAlive来判断是否线程还在,如果还在就wait,这就是join的实现原理
一句话说就是:wait和join本质都是wait
3.9 interrupt 方法详解
打断 sleep，wait，join 的线程
这几个方法都会让线程进入阻塞状态
打断 sleep 的线程, 会清空打断状态，以 sleep 为例
打断 park 线程
unpark
4. 共享模型之管程
临界区 Critical Section
-
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
竞态条件 Race Condition
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
4.2 synchronized 解决方案
- 应用之互斥
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
4.6 Monitor 概念
4.8 wait notify 的正确姿势
sleep(long n) 和 wait(long n) 的区别
1) sleep 是 Thread 方法，而 wait 是 Object 的方法
2) sleep 不需要强制和 synchronized 配合使用，但 wait 需要和 synchronized 一起用
3) sleep 在睡眠的同时，不会释放对象锁的，但 wait 在等待的时候会释放对象锁
4) 它们状态 TIMED_WAITING
模式之保护性暂停
ynchronized(lock) {
while(条件不成立) {
lock.wait();
}
// 干活
}
####
4.9 Park & Unpark
模式之生产者消费者
Park & Unpark与 Object 的 wait & notify 相比
-
wait，notify 和 notifyAll 必须配合 Object Monitor 一起使用，而 park，unpark 不必
-
park & unpark 是以线程为单位来【阻塞】和【唤醒】线程，而 notify 只能随机唤醒一个等待线程，notifyAll 是唤醒所有等待线程，就不那么【精确】
- park & unpark 可以先 unpark，而 wait & notify 不能先 notify
4.13 ReentrantLock
相对于 synchronized 它具备如下特点
- 可中断
- 可以设置超时时间
- 可以设置为公平锁
- 支持多个条件变量
5. 共享模型之内存
5.1 Java 内存模型
MM 即 Java Memory Model，它定义了主存、工作内存抽象概念，底层对应着 CPU 寄存器、缓存、硬件内存、 CPU 指令优化等
JMM 体现在以下几个方面
- 原子性 - 保证指令不会受到线程上下文切换的影响
- 可见性 - 保证指令不会受 cpu 缓存的影响
- 有序性 - 保证指令不会受 cpu 指令并行优化的影响
6. 共享模型之无锁
6.2 CAS 与 volatile
7. 共享模型之不可变
思路 - 不可变
如果一个对象在不能够修改其内部状态（属性），那么它就是线程安全的，因为不存在并发修改啊！这样的对象在 Java 中有很多，例如在 Java 8 后，提供了一个新的日期格式化类：
思路 - 无状态
在 web 阶段学习时，设计 Servlet 时为了保证其线程安全，都会有这样的建议，不要为 Servlet 设置成员变量，这 种没有任何成员变量的类是线程安全的
8. 共享模型之工具
8.1 线程池
1. 自定义线程池!
2. ThreadPoolExecutor
JDK Executors类中提供了众多工厂方法来创建各种用途的线程池
3) newFixedThreadPool
4) newCachedThreadPool
5) newSingleThreadExecutor
3. Fork/Join
1) 概念
Fork/Join 是 JDK 1.7 加入的新的线程池实现，它体现的是一种分治思想，适用于能够进行任务拆分的 cpu 密集型 运算
2) 使用
提交给 Fork/Join 线程池的任务需要继承 RecursiveTask（有返回值）或 RecursiveAction（没有返回值）
8.2 J.U.C
1. * AQS 原理
2. * ReentrantLock 原理
3. 读写锁
3.1 ReentrantReadWriteLock
当读操作远远高于写操作时，这时候使用 读写锁 让 读-读 可以并发，提高性能。 类似于数据库中的 select … from … lock in share mode 提供一个 数据容器类 内部分别使用读锁保护数据的 read() 方法，写锁保护数据的 write() 方法
3.2 StampedLock
该类自 JDK 8 加入，是为了进一步优化读性能，它的特点是在使用读锁、写锁时都必须配合【戳】使用
4. Semaphore
本使用信号量，用来限制能同时访问共享资源的线程上限。
* Semaphore 原理
5. CountdownLatch
用来进行线程同步协作，等待所有线程完成倒计时。 其中构造参数用来初始化等待计数值，await() 用来等待计数归零，countDown() 用来让计数减一
6. CyclicBarrier
]循环栅栏，用来进行线程协作，等待线程满足某个计数。构造时设置『计数个数』，每个线程执 行到某个需要“同步”的时刻调用 await() 方法进行等待，当等待的线程数满足『计数个数』时，继续执行
8. ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap 原理
9. BlockingQueue
* BlockingQueue 原理
10. ConcurrentLinkedQueue
ConcurrentLinkedQueue 的设计与 LinkedBlockingQueue 非常像
11. CopyOnWriteArrayList
copyOnWriteArraySet 是它的马甲 底层实现采用了 写入时拷贝 的思想，增删改操作会将底层数组拷贝一份，更 改操作在新数组上执行，这时不影响其它线程的并发读，读写分离。