小结：一个程序就是一个进程，一个进程有多个线程
线程的状态
- 调用join()和sleep()方法，sleep()时间结束或被打断，join()中断,IO完成都会回到Runnable状态，等待JVM的调度。
- 调用wait()，使该线程处于等待池(wait blocked pool),直到notify()/notifyAll()唤醒线程，线程被唤醒被放到锁定池(lock blocked pool )，释放同步锁使线程回到可运行状态（Runnable）
- 调用Synchronized，对Running状态的线程加同步锁(Synchronized)使其进入锁定池(lock blocked pool ),同步锁被释放进入可运行状态(Runnable)。
线程的机制（每个对象都有的方法）
Java中的每个对象都有一个监视器，来监测并发代码的重入。在非多线程编码时该监视器不发挥作用，反之如果在synchronized 范围内，监视器发挥作用。
-
wait/notify必须存在于synchronized块中
-
synchronized单独使用：
-
synchronized作用在方法里（只有一个线程能执行该块内容）
public class Thread1 implements Runnable {
Object lock;
public void run() {
synchronized(lock){
..do something
}
}
}
- synchronized直接用于方法上，相当于上面代码中用lock来锁定的效果， 如果修饰的是static方法，则锁定该类所有实例。
public class Thread1 implements Runnable {
public synchronized void run() {
..do something
}
}
- synchronized, wait, notify结合:典型场景生产者消费者问题
/**
* 生产者生产出来的产品交给店员
*/
public synchronized void produce()
{
if(this.product >= MAX_PRODUCT)
{
try
{
wait();
System.out.println("产品已满,请稍候再生产");
}
catch(InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
return;
}
this.product++;
System.out.println("生产者生产第" + this.product + "个产品.");
notifyAll(); //通知等待区的消费者可以取出产品了
}
/**
* 消费者从店员取产品
*/
public synchronized void consume()
{
if(this.product <= MIN_PRODUCT)
{
try
{
wait();
System.out.println("缺货,稍候再取");
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
return;
}
System.out.println("消费者取走了第" + this.product + "个产品.");
this.product--;
notifyAll(); //通知等待去的生产者可以生产产品了
}
-
多线程的内存模型：
-
main memory（主存）、working memory（线程栈），在处理数据时，线程会把值从主存load到本地栈，完成操 作后再save回去(volatile关键词的作用：每次针对该变量的操作都激发一次load and save)。
-
针对多线程使用的变量如果不是volatile或者final修饰的，很有可能产生不可预知的结果（另一个线程修改了这个值，但是之后在某线程看到的是修改之前的值）。其实道理上讲同一实例的同一属性本身只有一个副本。但是多线程是会缓存值的，本质上，volatile就是不去缓存，直接取值。在线程安全的情况下加volatile会牺牲性能。
-
基本线程类(指的是Thread类， Runnable接口，Callable接口)
Thread类
- Thread 类实现了Runnable接口，启动一个线程的方法：
MyThread my = new MyThread();
my.start();
- Thread类相关方法：
//当前线程可转让cpu控制权，让别的就绪状态线程运行（切换）
public static Thread.yield()
//暂停一段时间
public static Thread.sleep()
//在一个线程中调用other.join(),将等待other执行完后才继续本线程。
public join()
//后两个函数皆可以被打断
public interrupte()
3.关于中断（synchronized在获锁的过程中是不能被中断的。）
- 它并不像stop方法那样会中断一个正在运行的线程。线程会不时地检测中断标识位，以判断线程是否应该被中断（中断标识值是否为true(Thread.interrupted()检查当前线程是否发生中断，返回boolean)）。终端只会影响到wait状态、sleep状态和join状态。被打断的线程会抛出InterruptedException。
- 中断是一个状态！interrupt()方法只是将这个状态置为true而已。所以说正常运行的程序不去检测状态，就不会终止，而wait等阻塞方法会去检查并抛出异常。如果在正常运行的程序中添加while(!Thread.interrupted()) ，则同样可以在中断后离开代码体
4.Thread类最佳实践： - 写的时候最好要设置线程名称 Thread.name，并设置线程组 ThreadGroup，目的是方便管理。在出现问题的时候，打印线程栈 (jstack -pid) 一眼就可以看出是哪个线程出的问题，这个线程是干什么的。
5.如何获取线程中的异常（不能用try,catch来获取线程中的异常）
Runnable接口
Callable接口
- **future模式：**并发模式的一种，可以有两种形式，即无阻塞和阻塞，分别是isDone和get。其中Future对象用来存放该线程的返回值以及状态
- 表达式
ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(3);
//submit方法有多重参数版本，及支持callable也能够支持runnable接口类型.
Future future = e.submit(new myCallable());
future.isDone() //return true,false 无阻塞
future.get() // return 返回值，阻塞直到该线程运行结束
高级多线程控制类
1.ThreadLocal类
- 用处：保存线程的独立变量。对一个线程类（继承自Thread)
- 当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。常用于用户登录控制，如记录session信息
- 实现：每个Thread都持有一个TreadLocalMap类型的变量（该类是一个轻量级的Map，功能与map一样，区别是桶里放的是entry而不是entry的链表。功能还是一个map。）以本身为key，以目标为value。
- 主要方法是get()和set(T a)，set之后在map里维护一个threadLocal -> a，get时将a返回。ThreadLocal是一个特殊的容器。
2. 原子类（AtomicInteger、AtomicBoolean……） - 如果使用atomic wrapper class如atomicInteger，或者使用自己保证原子的操作，则等同于synchronized
//返回值为boolean
AtomicInteger.compareAndSet(int expect,int update)
- 该方法可用于实现乐观锁，考虑文中最初提到的如下场景：a给b付款10元，a扣了10元，b要加10元。此时c给b2元，但是b的加十元代码约为：
if(b.value.compareAndSet(old, value)){
return ;
}else{
//try again
// if that fails, rollback and log
}
- AtomicReference
oldObject.getPropertyA != current.getPropertyA。
对于AtomicReference 来讲，也许对象会出现，属性丢失的情况，即oldObject == current
这时候，AtomicStampedReference就派上用场了。这也是一个很常用的思路，即加上版本号
3. Lock类
- lock: 在java.util.concurrent包内。共有三个实现：
ReentrantLock
ReentrantReadWriteLock.ReadLock
ReentrantReadWriteLock.WriteLock
主要目的是和synchronized一样， 两者都是为了解决同步问题，处理资源争端而产生的技术 - lock更灵活，可以自由定义多把锁的枷锁解锁顺序（synchronized要按照先加的后解顺序）
提供多种加锁方案，lock 阻塞式, trylock 无阻塞式, lockInterruptily 可打断式， 还有trylock的带超时时间版本。
本质上和监视器锁（即synchronized是一样的）
能力越大，责任越大，必须控制好加锁和解锁，否则会导致灾难。
和Condition类的结合。
性能更高，对比如下图：
- ReentrantLock （可重入的意义在于持有锁的线程可以继续持有，并且要释放对等的次数后才真正释放该锁）
- 1:tatic ReentrantLock r=new ReentrantLock();
- 2：加锁 r.lock()或r.lockInterruptibly();
此处也是个不同，后者可被打断。当a线程lock后，b线程阻塞，此时如果是lockInterruptibly，那么在调用b.interrupt()之后，b线程退出阻塞，并放弃对资源的争抢，进入catch块。（如果使用后者，必须throw interruptable exception 或catch） - 释放锁 r.unlock()
必须做！何为必须做呢，要放在finally里面。以防止异常跳出了正常流程，导致灾难。这里补充一个小知识点，finally是可以信任的：经过测试，哪怕是发生了OutofMemoryError，finally块中的语句执行也能够得到保证。 - ReentrantReadWriteLock（可重入读写锁（读写锁的一个实现））
ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock()
ReadLock r = lock.readLock();
WriteLock w = lock.writeLock();
两者都有lock,unlock方法。写写，写读互斥；读读不互斥。可以实现并发读的高效线程安全代码
4. 容器类(这里就讨论比较常用的两个：BlockingQueue / ConcurrentHashMap)
1:BlockingQueue(阻塞队列)这个queue是单向队列，可以在队列头添加元素和在队尾删除或取出元素。类似于一个管 道，特别适用于先 进先出策略的一些应用场景。普通的queue接口主要实现有PriorityQueue（优先队列），有兴趣可以研究
2:BlockingQueue在队列的基础上添加了多线程协作的功能：
3: BlockingQueue：表格左边两列是传统的queue，还提供了阻塞接口put和take，超时功能接口offer和poll，
put:队列满的时候阻塞，知道有空间的时候被唤醒，用于生产者和消费者尤为好用。
阻塞队列有：ArrayListBlockingQueue
LinkedListBlockingQueue
DelayQueue
SynchronousQueue
4:ConcurrentHashMap
高效的线程安全哈希map。请对比hashTable , concurrentHashMap, HashMap
5. 管理类
管理类的概念比较泛，用于管理线程，本身不是多线程的，但提供了一些机制来利用上述的工具做一些封装。
了解到的值得一提的管理类：ThreadPoolExecutor和 JMX框架下的系统级管理类 ThreadMXBean
- ThreadPoolExecutor
如果不了解这个类，应该了解前面提到的ExecutorService，开一个自己的线程池非常方便：
ExecutorService e = Executors.newCachedThreadPool();
ExecutorService e = Executors.newSingleThreadExecutor();
ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 第一种是可变大小线程池，按照任务数来分配线程，
// 第二种是单线程池，相当于FixedThreadPool(1)
// 第三种是固定大小线程池。
// 然后运行
e.execute(new MyRunnableImpl());
该类内部是通过ThreadPoolExecutor实现的，掌握该类有助于理解线程池的管理，本质上，他们都是ThreadPoolExecutor类的各种实现版本。
corePoolSize:池内线程初始值与最小值，就算是空闲状态，也会保持该数量线程。
maximumPoolSize:线程最大值，线程的增长始终不会超过该值。
keepAliveTime：当池内线程数高于corePoolSize时，经过多少时间多余的空闲线程才会被回收。回收前处于wait状态
unit：
时间单位，可以使用TimeUnit的实例，如TimeUnit.MILLISECONDS
workQueue:待入任务（Runnable）的等待场所，该参数主要影响调度策略，如公平与否，是否产生饿死(starving)
threadFactory:线程工厂类，有默认实现，如果有自定义的需要则需要自己实现ThreadFactory接口并作为参数传入。
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