java 多线程,线程池,线程通信,线程安全,并发

线程

  1. 重点问题:线程的创建方式,各类创建方式的优劣
  • 分为两大类:继承Thread,实现Runnable(实现Callable与其差别不大)
  • Runnable方式是实现多线程的主要方式,因为能够方便的共享资源对资源进行操作(买票为例)。Thread说到底还是Runnable的子类
  • Callable中call与run的效果类似,区别在于可以执行线程并带有非null的返回值!也可以抛异常
  • 线程只能被调用一次start,多次调用无效,假如要设置setDamon守护线程,必须在调用start之前

线程池

  1. 基本概念:Executor,Executors,ExecutorService,ThreadPoolExecutor
    Executor是顶端接口,包含一个execute方法
    Executors是Executor的工具类,包含许多静态方法用于获取到指定类型的线程池实例。如:newFixed,newCache,newSingle的线程池
    ExecutorService是Executor的一个子接口,线程池实例类都是通过实现它来获取实例,因此会有这样的代码
// pool 获取到的是“实现了ExecutorService接口的TheadPool类”的一个对象实例
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(n);
  1. 线程池构造存在几个重要参数:core核心线程数,max最大线程数,queue任务队列
    • 线程池的规则是:当正在运行的线程数小于core时,新任务直接启动线程执行任务。当正在运行的线程数大于/等于core时,再去看看任务队列是否被等待的任务塞满。假如队列未满,直接将改任务放入等待队列。假如队列已满,此时回头参看线程池运行线程的数量是否达到了max。假如未达到max,就直接启动线程执行任务,否则拒绝该任务的加入。
    • queue有多种类型,指定长度的array,不指定长度的linked,还是同步问题synchronized,这几种blockqueue还是要看指定用哪种对ThreadPool对象进行构造。 synchronized的queue在newCacheThreadPool中,必须保证有出列才能有入列

多线程通信,线程安全

  1. sleep(),wait(),yield()的区别:sleep()是Thread的静态方法,用于暂停自身线程先变成阻塞状态再重回就绪状态,整个过程可能抛异常但不释放该线程执行过程中包含的锁对象,跟其他线程无关。wait()放弃所有锁对象,直接阻塞,是Object类的方法,用于线程之间的协调。yield()也是Thead的静态方法,但不阻塞自己,只是将自己重新放回就绪状态等待重新被调度,但它允许同级/高级的线程在它之前被调度,不抛异常
  2. synchronized块/方法,Lock锁
  • synchronized,使用同步方法更符合面向对象思想,将方法封装在类中。使用同步块还需要开发者了解同步过程,修改变得麻烦。同步方法的锁或者说同步监视器就是同步方法所在的类对象,类似于synchronized(this)
  • Lock 相对于synchronized来说是显式的实现多线程同步问题,一般是在finally块中解锁finally{ lock.unlock() }优点有三
    • 等待可中断:在持有锁的线程长时间不释放锁的时候,等待的线程可以选择放弃等待 tryLock()
    • 公平锁:按照申请锁的顺序来一次获得锁称为公平锁.synchronized的是非公平锁,ReentrantLock可以通过构造函数实现公平锁. new RenentrantLock(boolean fair)
    • 绑定多个Condition:通过多次newCondition可以获得多个Condition对象,可以简单的实现比较复杂的线程同步的功能.通过await(),signal();
  1. wait,notify,notifyall的关系,直到某个线程放弃了锁之后,notify只能通知一个wait状态等待锁对象的线程,notifyall则是全部通知然后让所有等待的线程竞争锁。对应的lock对象中condition对象有await,signal,signalall
  2. TheadLocal 就是一个资源的在每个线程都有的一个副本,每个线程可以自由的在自身线程中操作该资源,不会被其他线程影响操作结果。可以说同步机制是为了多线程间对资源进行共享,ThreadLocal是隔离资源在多线程之间的共享冲突
  3. 线程安全集合:一般在Collections类中自带多个静态方法HashMap map = Collections.synchronized(new HashMap()),保证集合对象的线程安全.还有:ConcurrentHashMap(具体看集合类总结),而对于CopyOnWrite开头的集合类CopyOnWriteArrayList一般用于缓存机制,读取安全,写的时候是用底层代码复制一份完全一致的数据再写,对原数据无影响线程安全

几种锁的知识

1.主要有自旋锁,阻塞锁,可重入锁
自旋锁,不改变线程状态,依旧占用cpu时间,执行一个无限循环直到其他线程改变其循环条件,适用于线程竞争不激烈,并且保持锁的时间段。同时非公平锁,与进入lock的时间顺序无关。种类有:TicketLock ,CLHlock 和MCSlock,多用CLH。CLHlock 和MCSlock是类型相似的公平锁,采用链表的形式进行排序,CLH 的队列是隐式的队列,没有真实的后继结点属性。JUC ReentrantLock 默认内部使用的锁是 CLH锁
阻塞锁,改变线程状态成阻塞,阻塞的线程不会占用cpu时间, 不会导致 CPu占用率过高,但进入时间以及恢复时间都要比自旋锁略慢。竞争激烈使用阻塞锁
可重入锁,也叫做递归锁,指的是同一线程 外层函数获得锁之后 ,内层递归函数仍然有获取该锁的代码,但不受影响。计数的方式,不会一次unlock就直接释放锁,需要看计数次数

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