并發(fā)編程(一) —— 基礎(chǔ)

概念

什么是進(jìn)程和線程
進(jìn)程:是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源(CPU 內(nèi)存 磁盤(pán))分配的最小單位
線程:CPU調(diào)度的最小單位蔬将,不能獨(dú)立于進(jìn)程存在
CPU核心數(shù)和線程數(shù)的關(guān)系:一個(gè)CPU核心上可以運(yùn)行一個(gè)線程
CPU時(shí)間片輪轉(zhuǎn)機(jī)制:通過(guò)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)機(jī)制,對(duì)CPU運(yùn)行進(jìn)行時(shí)間進(jìn)行切片,使得每個(gè)進(jìn)程獲得一段運(yùn)行時(shí)間,也是有代價(jià)的,要進(jìn)行上下文切換 蛛勉,大概需要2萬(wàn)個(gè)CPU的周期
并行和并發(fā)的概念:有2個(gè)咖啡機(jī)丘薛,有2隊(duì)人旨椒,并行抖苦,確實(shí)同時(shí)執(zhí)行捕犬。只有一臺(tái)咖啡機(jī)坦敌,2對(duì)人排隊(duì),并發(fā) 交替執(zhí)行希坚,并發(fā)總是根時(shí)間關(guān)聯(lián)边苹,一分鐘內(nèi)有多少人獲得咖啡。
高并發(fā)編程的意義裁僧、好處和注意事項(xiàng):
1.充分利用CPU資源
2.加塊響應(yīng)用戶時(shí)間
3.代碼異步化个束,模塊化(下訂單,發(fā)短信锅知,發(fā)郵件可以并發(fā)執(zhí)行)
4.線程共享進(jìn)程資源引起的線程安全
5.加鎖導(dǎo)致死鎖播急,或者因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)鎖導(dǎo)致的性能下降

Java中的線程

Java里的程序天生就是多線程

    public static void main(String args[]) {
        ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
        ThreadInfo[] threadInfos=threadMXBean.dumpAllThreads(false,false);
        for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) {
            System.out.println(threadInfo.getThreadId()+"-"+threadInfo.getThreadName());
        }
//輸出不同版本JDK可能結(jié)果不同
7-JDWP Command Reader
6-JDWP Event Helper Thread
5-JDWP Transport Listener: dt_socket
4-Signal Dispatcher
3-Finalizer
2-Reference Handler
1-main

可以看到,當(dāng)我們啟動(dòng)一個(gè)Java線程售睹,虛擬機(jī)同時(shí)會(huì)啟動(dòng)另外幾個(gè)線程

啟動(dòng)線程的方式有幾種

2種桩警,擴(kuò)展Thread和實(shí)現(xiàn)Runnable接口。Thread是Java中對(duì)線程的抽象昌妹,Runnable是對(duì)任務(wù)的抽象捶枢。在Thread的源碼有寫(xiě)There are two ways to create a new thread of execution.

如何安全的停止Java里面的線程

1.stop方法為啥不建議使用握截,可能會(huì)導(dǎo)致線程占用的資源不會(huì)被正常釋放。
2.使用interrupt()對(duì)線程進(jìn)行中斷烂叔,通知線程該中斷了谨胞,但是線程不一定會(huì)理他,JDK中線程是協(xié)作式的蒜鸡。
interrupted()胯努,檢查當(dāng)前是否被中斷,但在執(zhí)行完后會(huì)將中斷標(biāo)志位設(shè)置為false逢防。
3.isInterrupted判斷當(dāng)前線程是否被中斷叶沛,注意如果在線程中使用一個(gè)自定義的boolean型變量來(lái)進(jìn)行標(biāo)識(shí)中斷,當(dāng)線程調(diào)用wait sleep方法進(jìn)行掛起時(shí)忘朝,這種標(biāo)志位的方式是 無(wú)法對(duì)線程進(jìn)行中斷的灰署,不建議自定義一個(gè)取消標(biāo)志位來(lái)中止線程的運(yùn)行。因?yàn)閞un方法里有阻塞調(diào) 用時(shí)會(huì)無(wú)法很快檢測(cè)到取消標(biāo)志局嘁,線程必須從阻塞調(diào)用返回后溉箕,才會(huì)檢查這個(gè)取 消標(biāo)志。這種情況下悦昵,使用中斷會(huì)更好肴茄。
4.在對(duì)線程進(jìn)行中斷后,如果線程中有sleep方法旱捧,會(huì)拋出InerruptedExceptIon異常独郎,并將interrupt標(biāo)志位設(shè)置位false。這個(gè)是為了給程序員手動(dòng)釋放資源的機(jī)會(huì)枚赡,再釋放完資源后調(diào)用interrupt方法進(jìn)行線程結(jié)束

守護(hù)線程

用戶線程結(jié)束后守護(hù)線程就結(jié)束,守護(hù)線程中的finally不一定會(huì)執(zhí)行

Java中線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖谓谦,以及到達(dá)狀態(tài)的方法

image.png

wait notify notifyAll

前提一:由同一個(gè)lock對(duì)象調(diào)用wait贫橙、notify方法,和 synchronized 鎖反粥。
前提二:wait卢肃、nofity調(diào)用時(shí)必須加 synchronized(lock) 同步

線程間的共享

synchronized內(nèi)置鎖

用法:同步塊和同步方法
對(duì)象鎖:當(dāng)線程占用一個(gè)對(duì)象鎖的時(shí)候,其它線程如果也想使用這個(gè)對(duì)象鎖就需要排隊(duì)才顿。
類鎖:在靜態(tài)方法上加synchronized莫湘,本質(zhì)是使用了 類.class對(duì)象

volatile關(guān)鍵字,最輕量的同步機(jī)制

保證可見(jiàn)性:old-->new 保證其他線程可以立即看到
不能保證原子性郑气,適合一寫(xiě)多讀

錯(cuò)誤的加鎖和原因分析

i++ 每次都創(chuàng)建一個(gè)Integer,要確保鎖住的對(duì)象不會(huì)發(fā)生變化

ThreadLocal

使用:new的時(shí)候可以出師化幅垮,get方法讀取,set方法設(shè)置尾组,remove方法釋放
實(shí)現(xiàn)原理:為每個(gè)線程提供一個(gè)變量的副本


image.png
 public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }
    public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

引發(fā)的內(nèi)存泄露分析

image.png

ThreadLocal的線程不安全

image.png

每個(gè)線程都有一個(gè)引用的副本忙芒,但實(shí)際在堆內(nèi)存中的對(duì)象是共享的示弓,因此無(wú)法保證線程安全

線程之間的協(xié)作

等待和通知
1.wait()釋放鎖
2.notify()/notifyAll()不釋放鎖,盡量使用notifyAll,謹(jǐn)慎的使用notify,因?yàn)槭褂胣otify可能會(huì)出現(xiàn)想要通知的線程沒(méi)有通知到
wait()呵萨、notify()/notifyAll()都是對(duì)象的方法
3.等待和通知標(biāo)準(zhǔn)范式奏属,一定要包裹在syncronized范圍內(nèi)

等待:
syn(對(duì)象){
 while(條件不滿足){
  對(duì)象.wait();
 }
 //業(yè)務(wù)邏輯
}

通知:
syn(對(duì)象){
 //業(yè)務(wù)邏輯,改變條件
 //do sth;
 對(duì)象.notify()/notifyAll();因?yàn)閚otify和notify不會(huì)釋放鎖潮峦,所以一般放在syn代碼塊的最后一行
}

調(diào)用yield囱皿、sleep、wait忱嘹、notify等方法對(duì)鎖有何影響
yield不釋放鎖 sleep不釋放鎖 notify不釋放鎖 wait釋放鎖

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
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