04 develop07 专题并发

多线程概要

多线程只有一个目的：更好的利用cpu的资源

  • 并行：多个cpu实例或者多台机器同时执行一段处理逻辑，是真正的同时。

  • 并发：通过cpu调度算法，让用户看上去同时执行，实际上从cpu操作层面不是真正的同时。

  • 线程安全：经常用来描绘一段代码。指在并发的情况之下，该代码经过多线程使用，线程的调度顺序不影响任何结果。

  • 同步：Java中的同步指的是通过人为的控制和调度，保证共享资源的多线程访问成为线程安全，来保证结果的准确。如简单加入@synchronized关键字。

**阻塞(Blocked)**：

  1. 调用join()和sleep()方法，sleep()时间结束或被打断，join()中断,IO完成都会回到Runnable状态，等待JVM的调度。
  2. 调用wait()，使该线程处于等待池(wait blocked pool),直到notify()/notifyAll()，线程被唤醒被放到锁定池(lock blocked pool )，释放同步锁使线程回到可运行状态（Runnable）
  3. 对Running状态的线程加同步锁(Synchronized)使其进入(lock blocked pool ),同步锁被释放进入可运行状态(Runnable)。

Thread类中的yield方法可以让一个running状态的线程转入runnable。

  • yield()应该做的是让当前运行线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行机会，可能无效，又选择了让步的线程。
  • join()在一个线程中调用other.join(),将等待other执行完后才继续本线程。
  • interrupted方法其本质只是设置该线程的中断标志，真正实现线程的中断原理是：开发人员根据中断标志的具体值，来决定如何退出线程。
  • stop方法会中断一个正在运行的线程

synchronized, wait, notify 是任何对象都具有的同步工具
monitor 在synchronized 范围内，监视器发挥作用
wait/notify必须存在于synchronized块，这三个关键字针对的是同一个监视器，意味着wait之后，其他线程可以进入同步块执行。

volatile 多线程的内存模型：
main memory（主存）、working memory（线程栈）
在处理数据时，线程会把值从主存load到本地栈，完成操作后再save回去(volatile关键词的作用：每次针对该变量的操作都激发一次load and save)。

多线程包:java.util.concurrent

ThreadLocal类，每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，常用于用户登录控制，如记录session信息
每个Thread都持有一个TreadLocalMap类型的变量

原子类（AtomicInteger、AtomicBoolean……）等同于synchronized，AtomicInteger.compareAndSet(int expect,int update)可实现乐观锁

Lock类

ReentrantLock
ReentrantReadWriteLock.ReadLock
ReentrantReadWriteLock.WriteLock
lock 阻塞式, trylock 无阻塞式, lockInterruptily 可打断式， 还有trylock的带超时时间版本
r.lock()或r.lockInterruptibly()
r.unlock()
ReentrantReadWriteLock，写写，写读互斥；读读不互斥。可以实现并发读的高效线程安全代码

容器类

BlockingQueue 这个queue是单向队列，特别适用于先进先出策略的一些应用场景，BlockingQueue在队列的基础上添加了多线程协作的功能，提供了阻塞接口put和take，带超时功能的阻塞接口offer和poll。put会在队列满的时候阻塞，直到有空间时被唤醒；take在队列空的时候阻塞，直到有东西拿的时候才被唤醒。用于生产者-消费者模型尤其好用，堪称神器
常见的阻塞队列有：
ArrayListBlockingQueue
LinkedListBlockingQueue
DelayQueue
SynchronousQueue
ConcurrentHashMap

高效的线程安全哈希map。请对比hashTable , concurrentHashMap, HashMap

HashMap
put(key, value)存储对象到HashMap中，使用get(key)从HashMap中获取对象
put()方法传递键和值时，我们先对键调用hashCode()方法，返回的hashCode用于找到bucket位置来储存Entry对象
HashMap是在bucket中储存键对象和值对象

线程池管理类ThreadPoolExecutor

corePoolSize:池内线程初始值与最小值，就算是空闲状态，也会保持该数量线程。
maximumPoolSize:线程最大值，线程的增长始终不会超过该值。
keepAliveTime：当池内线程数高于corePoolSize时，经过多少时间多余的空闲线程才会被回收。回收前处于wait状态
unit：时间单位，可以使用TimeUnit的实例，如TimeUnit.MILLISECONDS。
workQueue:待入任务（Runnable）的等待场所，该参数主要影响调度策略，如公平与否，是否产生饿(starving) 。
threadFactory:线程工厂类，有默认实现，如果有自定义的需要则需要自己实现ThreadFactory接口并作为参数传入。

有一个内存区域是jvm虚拟机栈，每一个线程运行时都有一个线程栈，线程栈保存了线程运行时候变量值信息。当线程访问某一个对象时候值的时候，首先通过对象的引用找到对应在堆内存的变量的值，然后把堆内存变量的具体值load到线程本地内存中，建立一个变量副本，之后线程就不再和对象在堆内存变量值有任何关系，而是直接修改副本变量的值，在修改完之后的某一个时刻（线程退出之前），自动把线程变量副本的值回写到对象在堆中变量。这样在堆中的对象的值就产生变化了。