java多线程

java多线程学习笔记，设计线程创建，线程同步，线程池，信号量等。

java多线程

• 分布式线程锁
  • 数据库
  • redis
  • zookeeper
  • 放到别的主题说，太长了。。。
• 线程定义
  • 继承Thread类
    • 单继承
  • 实现Runnable接口
    • 可继承多个接口
  • 实现Callable接口
    • 有返回值，可抛出异常
    • FutureTask
      • 实现Future，Runnable接口
      • 使用get方法获取返回值，会阻塞线程
• 常用语句
  • new Thread(()->{}).start()
    • 新建并启动一个线程
  • object.wait（）
    • 当前运行的持有object锁的线程让出cpu时间片，线程处于等待（阻塞）状态
  • t.join（）
    • 等待t线程执行完成在继续执行
  • object.notify()
    • 随机唤醒一个等待object锁的所有线程中的一个，使其重新加入锁竞争，使线程处于就绪状态
  • object.notifyAll()
  • Thread.sleep（）
    • 线程处于等待状态，但是仍然持有锁
• 线程状态
  • 新建
    • new 一个线程
  • 可运行
    • 调用了start状态，但是cpu还没转让给这个线程
  • 运行
    • 运行状态
  • 阻塞
    • 让出cpu使用权，等待执行，如调用了wait方法
  • 死亡
    • 线程执行结束或者异常退出
• ConcurrentHashMap
  • segment（jdk1.7）
  • CAS+synchronize（jdk1.8）
• 锁消除
  • 锁消除即删除不必要的加锁操作。根据代码逃逸技术，如果判断到一段代码中，堆上的数据不会逃逸出当前线程，那么可以认为这段代码是线程安全的，不必要加锁
• 线程池
  • Executors
    • newFixedThreadPool
      • 核心线程数量等于最大线程数量，使用无界队列
    • newSingleThreadExecutor
      • 单线程线程池
    • newScheduledThreadPool
      • 执行延时或者周期性任务
    • newCachedThreadPool
      • 核心线程数为0，最大线程数为Integer最大值
  • 核心线程数
  • 最大线程数
  • 等待时间
  • 队列类型
  • 时间单位
  • 线程饱和策略handler
    • CallerRunsPolicy
      • 请求脱离线程池运行
    • AbortPolicy
      • 默认：终止策略，抛出RejectedExecutionException异常
    • DiscardPolicy
      • 丢弃这个任务
    • DiscardOldestPolicy
      • 将阻塞队列中等待时间最久的任务删除（即队列头部的任务），将新的任务加入队尾
  • 核心方法
    • execute（）
      • 提交任务，无返回值
    • submit
      • 提交任务，有返回值
  • ForkJoinPool
    • JDK7引入
    • RecursiveTask相当于callable
      • 有返回值
    • RecursiveAction相当于runnable
      • 无返回值
    • compute（）相当于run（）
      • forkjoin核心方法，任务的拆分
    • fork（）
      • 开启一个新线程，将任务交给新线程处理
    • join（）
      • 获取线程返回值
    • invoke（）和submit（）
    • parallelStream
      • jdk8新特性，并行流
• 线程同步
  • synchronized 关键字
    • 特性
      • 可重入
        • 检查当前获得锁的线程是不是当前线程，如果是
      • 非公平
      • 执行结束或者异常自动释放锁
      • 互斥
    • 使用方式
      • 修饰代码块，括号里的对象（当前实例，类对象，任意对象）
      • 静态方法，锁当前类对象
      • 普通方法，锁当前实例对象（方法调用者）
    • 实现：对象头锁标志位，获得锁+1，释放锁-1？
    • 锁的种类
      • JDK1.6之后引入偏向锁和轻量级锁的概念
      • 偏向锁
        • 直接修改markdown记录获得
      • 偏向锁升级轻量级锁
        • t2尝试获取偏向锁，此时对象头指向的不是自己(指向t1，而不是t2)，开始撤销偏向锁， 升级为轻量级锁，偏向锁的撤销，需要等待全局安全点，然后检查持有偏向锁的线程(t1)是否活着如果存活：让该线程(t1)获取轻量级锁，将对象头中的Mark Word替换为指向锁记录的指针，然后唤醒被暂停的线程。 也就是说将当前锁升级为轻量级锁，并且让之前持有偏向锁的线程(t1)继续持有轻量级锁如果已经死亡：将对象头设置成无锁状态
      • 轻量级锁
        • 自旋等待获得
      • 重量级锁
        • objectMonitor
        • 阻塞等待其他线程唤醒后尝试获得锁
  • Lock锁
    • 自旋锁
    • ReentrantLock（可重入锁）
    • ReadWriteLock
      • 读锁
        • 共享锁
      • 写锁
        • 独享锁
    • 可指定是公平锁还是非公平锁
    • 继承AbstractQueuedSynchronizer（AQS）
    • condition
      • await（）
      • signal()
      • signaAlll()
    • CAS获取锁，失败重新获取，失败加入等待队列自旋等待
  • CountDownLatch
    • jdk1.5引入
    • 内部维护计数器
    • await（）
      • 被await（）阻塞的线程，等待countdownlatch计数器清零后继续执行
    • countDow()
      • 使计数器减一，报告自己已完成任务
  • 栅栏（CyclicBarrier）
    • await()
  • Semaphore
    • acquire（）
      • 阻塞,可中断
    • acquierUninterruptibly（）
      • 阻塞,不可中断
    • tryAcquire（）
      • 非阻塞，只尝试获取一次，成功true，失败false
    • release（）
      • 释放许可证
    • 允许多个线程同时进入临界区
• volatile和ThreadLocal
  • valatile
    • 所有线程可见，在写的状态，使其他线程副本失效，强制从主内存读取数据
  • ThreadLocal
    • 每个线程保存一个ThreadLocalMap.ThreadLocal作用本地变量基本一样