Java并发性和多线程

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简要总结

并发性和多线程的区别和联系

多线程是并发的一种实现。并发还可以使用分布式/多进程实现。

并发模型：并行工作者、流水线工作者/事件驱动模型

Java多线程两/四种创建方式

继承Thread，（匿名/不匿名）子类

实现Runnable接口，（匿名/不匿名）类

竞态条件（race condition）和临界区（）

当多个线程同时访问某一代码区，对共享的资源做出了更改，若运行结果与多个线程的访问顺序有关，则称形成了竞态条件，与之相关的这一代码区域称为临界区。

多个线程同时更新共享资源时会形成竞态条件。

线程安全与共享资源

多线程中某些资源是被共享的。多个线程同时更新共享资源时会形成竞态条件。允许被多个线程同时执行的代码称作线程安全的代码。线程安全的代码不包含竞态条件。要明白哪些资源是线程安全的（方便使用的）。

• 局部基本变量（线程安全）
• 局部对象引用（方法中对象的引用没有逃逸，或者没有被其他线程引用，就是安全的）
• 对象成员（不安全）
• 使用不可变对象（没有setter的类实例，线程安全）
• ThreadLocal（创建的变量只被同一个线程读写，在多个线程中有不同的副本，仅初始值相同。线程安全）

参考java内存模型可以明白它们为什么是线程安全或不安全的。

线程控制逃逸规则：如果一个资源的打开、使用、销毁都是在一个线程中完成的。且不会脱离该线程的控制，该资源的使用就是线程安全的。

资源：包括对象、数组、文件、数据库连接、套接字等。

即使对象本身是线程安全的，但对象使用的资源可能不安全，如包含了数据库多步操作。

Java同步块

多线程开发时，要使用线程安全的资源（不存在竞争）。对于线程不安全的资源/存在竞争的的情况，使用同步块来避免竞争。

同步块可以保证一次只有一个线程进入临界区(加同步块的代码区)，其他线程被阻塞（不恰当的编程可能导致一直阻塞，也就是死锁）。Java中的同步块使用synchronized关键字来标记。同步都加在类对象上。

实例方法同步

静态方法同步

实例方法中的同步块

静态方法中的同步块

线程通信

在保证线程安全的基础上，线程间应当可以通信。

使用共享对象通信：共享对象中加锁（加同步块）防止竞争，在不同线程中使用此对象。

简单实现：共享对象中加锁（加同步块）防止竞争，线程1发送消息，线程2通过轮询等待（忙等待，缺点是cpu资源消耗大）

Java内建通信机制：共享对象加锁（使用同步块），在同步块中使用wait()\notify()\notifyAll()函数。

解决信号丢失（notify在wait之前）：Java内建通信机制+判断共享对象成员变量（保存notify状态）

解决假唤醒（特殊情况下wait返回向后执行）：Java内建通信机制+循环判断共享对象成员变量（保存notify状态）

注意不要使用字符串常量作为共享对象（JVM中相同的字符串常量指向了同一个地址），还有全局对象。

死锁

同步块解决线程不安全代码的竞争问题，但同步块可能有死锁的隐患。当一个线程进入同步块（代码临界区），其他线程被阻塞（不恰当的编程可能导致一直阻塞，也就是死锁）。

例子：如果线程1锁住了A，然后尝试对B进行加锁，同时线程2已经锁住了B，接着尝试对A进行加锁，这时死锁就发生了。线程1永远得不到B，线程2也永远得不到A，并且它们永远也不会知道发生了这样的事情。为了得到彼此的对象（A和B），它们将永远阻塞下去。

2+线程的死锁

数据库更新记录的死锁

死锁避免

加锁顺序

加锁时限

死锁检测

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mark vert.x

未学习：java中的锁，信号量，线程池等