引
如果對什么是線程聂喇、什么是進程仍存有疑惑蔚携，請先Google之希太，因為這兩個概念不在本文的范圍之內(nèi)。
用多線程只有一個目的誊辉，那就是更好的利用cpu的資源亡脑，因為所有的多線程代碼都可以用單線程來實現(xiàn)堕澄。說這個話其實只有一半對，因為反應(yīng)“多角色”的程序代碼霉咨，最起碼每個角色要給他一個線程吧蛙紫，否則連實際場景都無法模擬途戒，當然也沒法說能用單線程來實現(xiàn)：比如最常見的“生產(chǎn)者，消費者模型”唁毒。
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很多人都對其中的一些概念不夠明確憎瘸，如同步、并發(fā)等等幌甘，讓我們先建立一個數(shù)據(jù)字典，以免產(chǎn)生誤會酥诽。
多線程：指的是這個程序（一個進程）運行時產(chǎn)生了不止一個線程
并行與并發(fā)：
并行：多個cpu實例或者多臺機器同時執(zhí)行一段處理邏輯皱埠，是真正的同時。
并發(fā)：通過cpu調(diào)度算法边器，讓用戶看上去同時執(zhí)行，實際上從cpu操作層面不是真正的同時恒界。并發(fā)往往在場景中有公用的資源，那么針對這個公用的資源往往產(chǎn)生瓶頸十酣，我們會用TPS或者QPS來反應(yīng)這個系統(tǒng)的處理能力际长。
并發(fā)與并行
線程安全：經(jīng)常用來描繪一段代碼。指在并發(fā)的情況之下洋幻，該代碼經(jīng)過多線程使用翅娶，線程的調(diào)度順序不影響任何結(jié)果文留。這個時候使用多線程竭沫，我們只需要關(guān)注系統(tǒng)的內(nèi)存，cpu是不是夠用即可森书。反過來，線程不安全就意味著線程的調(diào)度順序會影響最終結(jié)果凛膏，如不加事務(wù)的轉(zhuǎn)賬代碼：
void transferMoney(Userfrom,Userto, float amount){
同步：Java中的同步指的是通過人為的控制和調(diào)度，保證共享資源的多線程訪問成為線程安全台谍，來保證結(jié)果的準確吁断。如上面的代碼簡單加入@synchronized關(guān)鍵字。在保證結(jié)果準確的同時仔役，提高性能，才是優(yōu)秀的程序炎咖。線程安全的優(yōu)先級高于性能。
好了乘盼，讓我們開始吧俄烁。我準備分成幾部分來總結(jié)涉及到多線程的內(nèi)容：
扎好馬步：線程的狀態(tài)
內(nèi)功心法：每個對象都有的方法（機制）
太祖長拳：基本線程類
九陰真經(jīng)：高級多線程控制類
扎好馬步：線程的狀態(tài)
先來兩張圖：
線程狀態(tài)
線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換
各種狀態(tài)一目了然，值得一提的是"blocked"這個狀態(tài)：
線程在Running的過程中可能會遇到阻塞(Blocked)情況
調(diào)用join()和sleep()方法粹胯，sleep()時間結(jié)束或被打斷辰企，join()中斷,IO完成都會回到Runnable狀態(tài)，等待JVM的調(diào)度牢贸。
調(diào)用wait()，使該線程處于等待池(wait blocked pool),直到notify()/notifyAll()臭增，線程被喚醒被放到鎖定池(lock blocked pool )竹习，釋放同步鎖使線程回到可運行狀態(tài)（Runnable）
對Running狀態(tài)的線程加同步鎖(Synchronized)使其進入(lock blocked pool ),同步鎖被釋放進入可運行狀態(tài)(Runnable)。
此外整陌，在runnable狀態(tài)的線程是處于被調(diào)度的線程瞎领，此時的調(diào)度順序是不一定的随夸。Thread類中的yield方法可以讓一個running狀態(tài)的線程轉(zhuǎn)入runnable。
內(nèi)功心法：每個對象都有的方法（機制）
synchronized, wait, notify 是任何對象都具有的同步工具逃魄。讓我們先來了解他們
monitor
他們是應(yīng)用于同步問題的人工線程調(diào)度工具伍俘。講其本質(zhì)，首先就要明確monitor的概念癌瘾，Java中的每個對象都有一個監(jiān)視器饵溅，來監(jiān)測并發(fā)代碼的重入。在非多線程編碼時該監(jiān)視器不發(fā)揮作用蜕企，反之如果在synchronized 范圍內(nèi)，監(jiān)視器發(fā)揮作用幸乒。
wait/notify必須存在于synchronized塊中唇牧。并且，這三個關(guān)鍵字針對的是同一個監(jiān)視器（某對象的監(jiān)視器）丐重。這意味著wait之后，其他線程可以進入同步塊執(zhí)行臀蛛。
當某代碼并不持有監(jiān)視器的使用權(quán)時（如圖中5的狀態(tài)崖蜜，即脫離同步塊）去wait或notify掺栅，會拋出java.lang.IllegalMonitorStateException纳猪。也包括在synchronized塊中去調(diào)用另一個對象的wait/notify，因為不同對象的監(jiān)視器不同沙绝，同樣會拋出此異常。
再講用法：
synchronized單獨使用：
代碼塊：如下闪檬，在多線程環(huán)境下，synchronized塊中的方法獲取了lock實例的monitor虚循，如果實例相同样傍，那么只有一個線程能執(zhí)行該塊內(nèi)容
publicclassThread1implementsRunnable{
直接用于方法： 相當于上面代碼中用lock來鎖定的效果，實際獲取的是Thread1類的monitor衫哥。更進一步，如果修飾的是static方法膛锭，則鎖定該類所有實例蚊荣。
publicclassThread1implementsRunnable{publicsynchronizedvoidrun(){
synchronized, wait, notify結(jié)合:典型場景生產(chǎn)者消費者問題
/**
volatile
多線程的內(nèi)存模型：main memory（主存）、working memory（線程棧）互例，在處理數(shù)據(jù)時，線程會把值從主存load到本地棧俊马，完成操作后再save回去(volatile關(guān)鍵詞的作用：每次針對該變量的操作都激發(fā)一次load and save)肩杈。
volatile
針對多線程使用的變量如果不是volatile或者final修飾的，很有可能產(chǎn)生不可預(yù)知的結(jié)果（另一個線程修改了這個值扩然，但是之后在某線程看到的是修改之前的值）。其實道理上講同一實例的同一屬性本身只有一個副本界睁。但是多線程是會緩存值的兵拢，本質(zhì)上，volatile就是不去緩存说铃，直接取值嘹履。在線程安全的情況下加volatile會犧牲性能债热。
太祖長拳：基本線程類
基本線程類指的是Thread類，Runnable接口焕刮，Callable接口
Thread 類實現(xiàn)了Runnable接口墙杯，啟動一個線程的方法：
MyThread my= new MyThread();
Thread類相關(guān)方法：
//當前線程可轉(zhuǎn)讓cpu控制權(quán)，讓別的就緒狀態(tài)線程運行（切換）publicstaticThread.yield()
關(guān)于中斷：它并不像stop方法那樣會中斷一個正在運行的線程霍转。線程會不時地檢測中斷標識位一汽，以判斷線程是否應(yīng)該被中斷（中斷標識值是否為true）召夹。終端只會影響到wait狀態(tài)、sleep狀態(tài)和join狀態(tài)监憎。被打斷的線程會拋出InterruptedException。
Thread.interrupted()檢查當前線程是否發(fā)生中斷偷霉，返回boolean
synchronized在獲鎖的過程中是不能被中斷的褐筛。
中斷是一個狀態(tài)！interrupt()方法只是將這個狀態(tài)置為true而已渔扎。所以說正常運行的程序不去檢測狀態(tài)，就不會終止残吩，而wait等阻塞方法會去檢查并拋出異常倘核。如果在正常運行的程序中添加while(!Thread.interrupted()) ，則同樣可以在中斷后離開代碼體
Thread類最佳實踐：
寫的時候最好要設(shè)置線程名稱 Thread.name活尊，并設(shè)置線程組 ThreadGroup，目的是方便管理酬凳。在出現(xiàn)問題的時候，打印線程棧 (jstack -pid) 一眼就可以看出是哪個線程出的問題稠屠，這個線程是干什么的翎苫。
如何獲取線程中的異常
不能用try,catch來獲取線程中的異常
Runnable
與Thread類似
Callable
future模式：并發(fā)模式的一種，可以有兩種形式攘蔽，即無阻塞和阻塞呐粘，分別是isDone和get。其中Future對象用來存放該線程的返回值以及狀態(tài)
ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(3);//submit方法有多重參數(shù)版本作岖，及支持callable也能夠支持runnable接口類型.
九陰真經(jīng)：高級多線程控制類
以上都屬于內(nèi)功心法，接下來是實際項目中常用到的工具了辕万，Java1.5提供了一個非常高效實用的多線程包:java.util.concurrent, 提供了大量高級工具,可以幫助開發(fā)者編寫高效沉删、易維護、結(jié)構(gòu)清晰的Java多線程程序砖茸。
1.ThreadLocal類
用處：保存線程的獨立變量脯倚。對一個線程類（繼承自Thread)
當使用ThreadLocal維護變量時，ThreadLocal為每個使用該變量的線程提供獨立的變量副本推正，所以每一個線程都可以獨立地改變自己的副本，而不會影響其它線程所對應(yīng)的副本再沧。常用于用戶登錄控制尊残，如記錄session信息淤堵。
實現(xiàn)：每個Thread都持有一個TreadLocalMap類型的變量（該類是一個輕量級的Map顷扩，功能與map一樣，區(qū)別是桶里放的是entry而不是entry的鏈表扎阶。功能還是一個map婶芭。）以本身為key，以目標為value犀农。
主要方法是get()和set(T a)，set之后在map里維護一個threadLocal -> a赁濒，get時將a返回仇穗。ThreadLocal是一個特殊的容器戚绕。
2.原子類（AtomicInteger、AtomicBoolean……）
如果使用atomic wrapper class如atomicInteger耘子，或者使用自己保證原子的操作球切，則等同于synchronized
//返回值為booleanAtomicInteger.compareAndSet(intexpect,intupdate)
該方法可用于實現(xiàn)樂觀鎖，考慮文中最初提到的如下場景：a給b付款10元吨凑，a扣了10元，b要加10元糙臼。此時c給b2元恩商，但是b的加十元代碼約為：
if(b.value.compareAndSet(old,value)){return;
AtomicReference
對于AtomicReference 來講，也許對象會出現(xiàn)揽乱，屬性丟失的情況，即oldObject == current凰棉，但是oldObject.getPropertyA != current.getPropertyA。
這時候探橱，AtomicStampedReference就派上用場了绘证。這也是一個很常用的思路，即加上版本號
3.Lock類
lock: 在java.util.concurrent包內(nèi)胞枕。共有三個實現(xiàn)：
ReentrantLock
ReentrantReadWriteLock.ReadLock
ReentrantReadWriteLock.WriteLock
主要目的是和synchronized一樣魏宽， 兩者都是為了解決同步問題，處理資源爭端而產(chǎn)生的技術(shù)队询。功能類似但有一些區(qū)別。
區(qū)別如下：
lock更靈活铆惑，可以自由定義多把鎖的枷鎖解鎖順序（synchronized要按照先加的后解順序）
提供多種加鎖方案送膳，lock 阻塞式, trylock 無阻塞式, lockInterruptily 可打斷式， 還有trylock的帶超時時間版本撕阎。
本質(zhì)上和監(jiān)視器鎖（即synchronized是一樣的）
能力越大碌补，責任越大，必須控制好加鎖和解鎖厦章，否則會導致災(zāi)難。
和Condition類的結(jié)合坑律。
性能更高，對比如下圖：
synchronized和Lock性能對比
ReentrantLock
可重入的意義在于持有鎖的線程可以繼續(xù)持有冀值，并且要釋放對等的次數(shù)后才真正釋放該鎖宫屠。
使用方法是：
1.先new一個實例
staticReentrantLock r=newReentrantLock();
2.加鎖
r.lock()或r.lockInterruptibly();
此處也是個不同，后者可被打斷抵栈。當a線程lock后坤次，b線程阻塞，此時如果是lockInterruptibly缰猴，那么在調(diào)用b.interrupt()之后，b線程退出阻塞闷堡，并放棄對資源的爭搶疑故，進入catch塊。（如果使用后者纵势，必須throw interruptable exception 或catch）
3.釋放鎖
r.unlock()
必須做吨悍！何為必須做呢，要放在finally里面育瓜。以防止異常跳出了正常流程栽烂，導致災(zāi)難。這里補充一個小知識點焰手，finally是可以信任的：經(jīng)過測試怀喉，哪怕是發(fā)生了OutofMemoryError，finally塊中的語句執(zhí)行也能夠得到保證躲履。
ReentrantReadWriteLock
可重入讀寫鎖（讀寫鎖的一個實現(xiàn)）
ReentrantReadWriteLocklock=newReentrantReadWriteLock()
兩者都有l(wèi)ock,unlock方法。寫寫工猜，寫讀互斥；讀讀不互斥史侣∥荷恚可以實現(xiàn)并發(fā)讀的高效線程安全代碼
4.容器類
這里就討論比較常用的兩個：
BlockingQueue
ConcurrentHashMap
BlockingQueue
阻塞隊列。該類是java.util.concurrent包下的重要類李皇，通過對Queue的學習可以得知宙枷，這個queue是單向隊列，可以在隊列頭添加元素和在隊尾刪除或取出元素慰丛。類似于一個管 道，特別適用于先進先出策略的一些應(yīng)用場景哪亿。普通的queue接口主要實現(xiàn)有PriorityQueue（優(yōu)先隊列）贤笆，有興趣可以研究
BlockingQueue在隊列的基礎(chǔ)上添加了多線程協(xié)作的功能：
BlockingQueue
除了傳統(tǒng)的queue功能（表格左邊的兩列）之外芥永，還提供了阻塞接口put和take，帶超時功能的阻塞接口offer和poll埋涧。put會在隊列滿的時候阻塞，直到有空間時被喚醒劲弦；take在隊 列空的時候阻塞醇坝，直到有東西拿的時候才被喚醒。用于生產(chǎn)者-消費者模型尤其好用，堪稱神器砸琅。
常見的阻塞隊列有：
ArrayListBlockingQueue
LinkedListBlockingQueue
DelayQueue
SynchronousQueue
ConcurrentHashMap
高效的線程安全哈希map夜赵。請對比hashTable , concurrentHashMap, HashMap
5.管理類
管理類的概念比較泛，用于管理線程摊腋，本身不是多線程的嘁傀，但提供了一些機制來利用上述的工具做一些封裝。
了解到的值得一提的管理類：ThreadPoolExecutor和 JMX框架下的系統(tǒng)級管理類 ThreadMXBean
ThreadPoolExecutor
如果不了解這個類橙凳，應(yīng)該了解前面提到的ExecutorService笑撞，開一個自己的線程池非常方便：
ExecutorService e= Executors.newCachedThreadPool();
該類內(nèi)部是通過ThreadPoolExecutor實現(xiàn)的，掌握該類有助于理解線程池的管理茴肥，本質(zhì)上，他們都是ThreadPoolExecutor類的各種實現(xiàn)版本瞬铸。請參見javadoc：
ThreadPoolExecutor參數(shù)解釋
翻譯一下：
corePoolSize:池內(nèi)線程初始值與最小值础锐，就算是空閑狀態(tài)皆警，也會保持該數(shù)量線程。
maximumPoolSize:線程最大值耀怜，線程的增長始終不會超過該值。
keepAliveTime：當池內(nèi)線程數(shù)高于corePoolSize時，經(jīng)過多少時間多余的空閑線程才會被回收从诲。回收前處于wait狀態(tài)
unit：
時間單位俊性，可以使用TimeUnit的實例，如TimeUnit.MILLISECONDS
workQueue:待入任務(wù)（Runnable）的等待場所趟薄，該參數(shù)主要影響調(diào)度策略典徊，如公平與否脓规，是否產(chǎn)生餓死(starving)
threadFactory:線程工廠類，有默認實現(xiàn)寝姿，如果有自定義的需要則需要自己實現(xiàn)ThreadFactory接口并作為參數(shù)傳入。
請注意：該類十分常用腰湾，作者80%的多線程問題靠他。
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