Java 并发笔记

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JVM角度理解进程和线程的关系

线程是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的，而各线程则不一定，因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。程序计数器应该是私有的。

线程切换后能恢复到正确的执行位置。

为了保证线程中的局部变量不被别的线程访问到，虚拟机栈和本地方法栈是线程私有的

线程安全和不安全

线程安全分析

成员变量和静态变量

成员变量和静态变量被共享了，且代码有读写操作，则代码是是临界区，则需要考虑线程安全问题。

局部变量

• 局部变量线程安全
• 局部变量的引用对象，如果逃离了方法的作用范围，则需要考虑线程安全。

局部变量暴露引用

eg. 子类重写父类方法，创建新线程导致线程变量被线程共享，且有读写操作。

• 父类方法用private或final关键词字防止方法被重写。体系了开闭原则。

线程的生命周期和状态

• NEW
• RUNNABLE（running和ready切换）
• BLOCKED:线程阻塞，需要等待锁释放
• WAITING：线程等待其他线程通知或中断
• TIME_WAITING
• TERMINATED

产生死锁的必要条件

• 互斥条件：该资源任意时刻只能被一个线程占用
• 请求与保持条件：一个线程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
• 不剥夺条件
• 循环等待

预防死锁?

• 一次性申请所有资源:破坏请求与保持
• 破坏不剥夺条件
• 破坏循环等待条件

避免死锁

volatile

happens-before 原则

• 程序顺序规则：一个线程内按照代码顺序，书写在前面的操作 happens-before 于书写在后面的操作
• 解锁规则：解锁happens-before于加锁
• volatile 变量规则：对 volatile 变量的写操作的结果对于发生于其后的任何操作都是可见的。
• 传递规则
• 线程启动规则：Thread对象的start()方法happens-before线程的每一个动作。

CAS: 输入2个值：旧值 和 新值，1、比较旧值有没有变化 -》 没变化则交换成新值。

乐观锁： 版本号，CAS

乐观锁存在的问题：

• ABA 解决：版本号或时间戳
• CAS经常自旋来重试，就是不成功就一直循环执行直到成功。
• 只能保证一个共享变量的原子操作 --> AtomicReference类保证引用对象间原子性。

构造方法不能使用 synchronized 关键字修饰。

线程池

如何创建线程池？

通过ThreadPoolExecutor构造函数来创建线程池。

通过 Executor 框架的工具类 Executors 来创建。

• FixedThreadPool : 创建固定线程数量的线程池。
• SingleThreadExcutor: 返回只有一个线程的线程池
• CachedThreadPool: 返回一个可根据实际情况调整线程数量的线程池。
• ScheduledThreadPool: 返回一个用来在给定的延迟后运行任务或者定期执行任务的线程池。

线程池处理任务的流程

Semaphore 信号量

Semaphore(信号量)可以用来控制同时访问特定资源的线程数量。

// 初始共享资源数量
final Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
// 获取1个许可
semaphore.acquire();
// 释放1个许可
semaphore.release();