线程JUC-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/phila_man/article/details/120544603

本文详细介绍了Java中的并发工具包JUC，包括线程状态、synchronized和Lock的区别与用法，以及线程通信的实现。讨论了线程池的概念，展示了不同类型的线程池创建方式，并提出了线程池的使用注意事项和拒绝策略。此外，还提到了Fork/Join框架和异步编程模型CompletableFuture的应用。

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JUC

java.util.comcurrent：线程处理工具包

进程：计算机的程序关于某数据集合的一次运行活动。是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础

线程：是操作系统能够进行运算调度的最小单位，是进程的实际运作单位

线程状态

Thread.State

public enum State{
	NEW,(新建)
	RUNNABLE,(准备就绪)
	BLOCKED,(阻塞)
	WAITING,(不见不散)
	TIMED_WAITING,(过时不候)
	TERMINATED(终结)
}

wait()和sleep()区别：

（1）sleep()是Thread的静态方法，wait()是Object的方法，任何对象实例都能调用

（2）sleep()不会释放锁，wait()会释放锁，前提是代码要在synchronized中

并发与并行区别

并发：同一时刻多个线程访问同一资源，多个线程对一个点

并行：多项工作一起执行，最后再汇总

synchronized同步锁

synchronized是java关键字，是内置特性，系统会自动让线程释放对锁的占用

（1）同步代码块：修饰一个代码块，作用的对象是调用这个代码块的对象

（2）同步方法：修饰一个方法，作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象

（3）同步静态方法：修饰一个静态方法，作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象

（4）同步类：修饰一个类，作用的范围是整个类，作用的对象是这个类的所有对象

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Lock接口

必须主动释放锁，一般采用try…catch…finally块结构。

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线程通信

synchronized实现

在synchronized中通过wait()和notify()来实现等待/通知模式

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Lock实现

通过Lock锁的 newCondition()方法返回的Condition类对象实现等待/通知模式

await()：会使当前线程等待，同时会释放锁，当其他线程调用signal()方法时，线程会重新获得锁并继续执行

signal()：用于唤醒一个等待的线程

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Lock定制化通信

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集合线程安全

List

ArrayList线程不安全

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针对ArrayList线程不安全解决方式：

（1）Vector

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（2）使用Collections类的synchronizedList(List list)对原list进行转换

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（3）使用CopyOnWriteArrayList初始化list

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Set

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Map

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锁类型介绍

死锁

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查看程序是否存在死锁

（1）先使用jps查看进程号

（2）使用jstack 进程号来查看

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公平锁

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悲观锁

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悲观锁不支持并发操作，效率低乐观锁支持并发操作，操作完成后会修改版本号，另一线程提交时会判断版本号是否一致（不一致则提交失败）

可重入锁

Lock

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synchronized

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Callable接口

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辅助类

CountDownLatch：减少计数

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CyclicBarrier：循环栅栏

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Semaphore：信号灯

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读写锁

读锁（共享锁）：ReentrantReadWriteLock.readLock()

写锁（排他锁或独占锁）：ReentrantReadWriteLock.writeLock()

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锁降级

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产生死锁原因

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阻塞队列

当队列是空的，从队列中获取元素的操作会被阻塞

当队列是满的，从队列中添加元素的操作会被阻塞

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队列中没有数据的情况下，消费者端所有线程都会被自动阻塞（挂起），直到有数据放入队列

队列中填满数据的情况下，生产者端所有线程都会被自动阻塞（挂起），直到队列中有空的位置，线程被自动唤醒

核心方法：

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常见BlockingQueue：

（1）ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列实现，内部维护了一个定长数组，以便缓存队列中的数据对象

（2）LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，内部维护着一个数据缓冲队列（由链表构成）

线程池

线程池维护着多个线程，等待着管理者分配可并发执行的任务，避免了处理短时间任务时创建和销毁线程的代价。不仅能保证内核的充分使用，还能防止过分调度

Java线程池是通过Executor框架实现

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线程池创建

Executors方式（学习用）

（1）一池N线程：创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程

// 获取指定数量的线程池
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);

（2）一池一线程：创建一个使用单个worker线程的Executor，以无界队列方式来运行该线程

// 获取单个线程池
ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

（3）可扩容线程池：创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空线程，若无可回收则新建线程

// 获取可扩容的线程池
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

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自定义方式（生产用）

Executors方式创建线程池，底层源码都是new ThreadPoolExecutor()对象

ThreadPoolExecutor构造参数：

public ThreadPoolExecutor(
	int corePoolSize,//常驻线程数量
	int maximumPoolSize,//最大线程数量
	long keepAliveTime,//线程存活时间
	TimeUnit unit,//线程存活时间单位
	BlockingQueue<Runnable> workQueue,//阻塞队列
	ThreadFactory threadFactory,//线程工厂
	RejectedExecutionHandler handler//拒绝策略
)

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线程池注意事项

（1）在创建线程池后，池中线程数为零，知直到执行execute()方法线程才创建

（2）当提交任务数 > 阻塞队列容量 + 最大线程数量时，就会触发线程池的拒绝策略

线程池拒绝策略

（1）AbortPolicy（默认）：直接抛出RefectedExecutionExecption异常阻止系统正常运行

（2）CallerRunPolicy：”调用者运行“，一种调节机制，该策略既不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将某些任务回退到调用者，从而降低新任务的流量

（3）DiscardOldestPolicy：抛弃队列中等待最久的任务，然后把当前任务加入队列中尝试再次提交当前任务

（4）DiscardPolicy：该策略摸摸丢弃无法处理的任务，不予任何处理也不排抛出异常

线程池工作原理

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Fork/Join

将一个大任务拆分成多个子任务并行处理，最后将子任务结果合并成最后的计算结果

Fork：将复杂任务进行分拆，大事化小

Join：把分拆任务的结果进行合并

涉及类：

（1）分支合并池：ForkJoinPool

（2）递归任务：抽象类ForkJoinTask（子类RecursiveTask）
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异步编程（CompletableFuture）

public class CompletableFuture<T> implements Future<T>, CompletionStage<T>

Future接口兼容现有线程池框架

CompletionStage接口是异步编程的接口抽象

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