java并行

为什么需要并行

– 并不是为了提高系统性能，而是确实在业务上需要多个执行单元。

– 比如HTTP服务器，为每一个Socket连接新建一个处理线程

– 让不同线程承担不同的业务工作

– 简化任务调度

 

几个重要的概念

– 同步(synchronous)和异步(asynchronous)

– 并发(Concurrency)和并行(Parallelism)

– 临界区

– 阻塞(Blocking)和非阻塞(Non-Blocking)

– 锁(Deadlock)、饥饿(Starvation)和活锁(Livelock)

– 并行的级别

 

临界区

– 临界区用来表示一种公共资源或者说是共享数据，可以被多个线程使用。但是每一次，只能有一个线程。使用它，一旦临界区资源被占用，其他线程要想使用这个资源，就必须等待。

阻塞(Blocking)和非阻塞(Non-Blocking)

– 阻塞和非阻塞通常用来形容多线程间的相互影响。比如一个线程占用了临界区资源，那么其它所有需要 这个资源的线程就必须在这个临界区中进行等待，等待会导致线程挂起。这种情况就是阻塞。此时，如果占用资源的线程一直不愿意释放资源，那么其它所有阻塞在这个临界区上的线程都不能工作。

– 非阻塞允许多个线程同时进入临界区

 

死锁(Deadlock)、饥饿(Starvation)和活锁(Livelock)

死锁是多线程中最差的一种情况，多个线程相互占用对方的资源的锁，而又相互等对方释放锁，此时若无外力干预，这些线程则一直处理阻塞的假死状态，形成死锁。

 

我们知道多线程执行中有线程优先级这个东西，优先级高的线程能够插队并优先执行，这样如果优先级高的线程一直抢占优先级低线程的资源，导致低优先级线程无法得到执行，这就是饥饿。当然还有一种饥饿的情况，一个线程一直占着一个资源不放而导致其他线程得不到执行，与死锁不同的是饥饿在以后一段时间内还是能够得到执行的，如那个占用资源的线程结束了并释放了资源。

 

活锁这个概念大家应该很少有人听说或理解它的概念，而在多线程中这确实存在。活锁恰恰与死锁相反，死锁是大家都拿不到资源都占用着对方的资源，而活锁是拿到资源却又相互释放不执行。当多线程中出现了相互谦让，都主动将资源释放给别的线程使用，这样这个资源在多个线程之间跳动而又得不到执行，这就是活锁。

 

并发级别

阻塞 、非阻塞 （无障碍 、无锁、无等待 ）

 

阻塞– 当一个线程进入临界区后，其他线程必须等待

 

无障碍(Obstruction-Free)

– 无障碍是一种最弱的非阻塞调度

– 自由出入临界区

– 无竞争时，有限步内完成操作

– 有竞争时，回滚数据

 

无锁(Lock-Free)

– 是无障碍的

– 保证有一个线程可以胜出

 

无等待(Wait-Free)

– 无锁的

– 要求所有的线程都必须在有限步内完成

– 无饥饿的

 

线程

线程是进程内的执行单元

 

新建线程

终止线程

Thread.stop() 不推荐使用。它会释放所有monitor

 

 

挂起(suspend)和继续执行(resume)线程

– suspend()不会释放锁

– 如果加锁发生在resume()之前 ，则死锁发生

 

守护线程

在后台默默地完成一些系统性的服务，比如垃圾回收线程、JIT线程就可以理解为守护线程

当一个Java应用内，只有守护线程时，Java虚拟机就会自然退出

Thread t=new DaemonT();

t.setDaemon(true);

t.start();

 

线程优先级

public final static int MIN_PRIORITY = 1;

public final static int NORM_PRIORITY = 5;

public final static int MAX_PRIORITY = 10;

 

Thread high=new HightPriority();

LowPriority low=new LowPriority();

high.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);

low.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);

low.start();

high.start();

高优先级的线程更容易再竞争中获胜

基本的线程同步操作

synchronized

– 指定加锁对象:对给定对象加锁，进入同步代码前要获得给定对象的锁。

– 直接作用于实例方法:相当于对当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁。

– 直接作用于静态方法:相当于对当前类加锁，进入同步代码前要获得当前类的锁。

 

Object.wait() Obejct.notify()