马士兵JUC
2020-05-25 14:09:05 16 举报AI智能生成
JUC课程学习笔记
作者其他创作
大纲/内容
基础
起线程的三种方式(吹毛求疵的面试题)
new Thread
Runnable
Executors.newCachedThread
Thread.yield()
让出一下CPU
new Thread(runable).join()
把cpu让给该线程，等该线程执行完了再继续往下运行
线程状态图
jvm每起一个线程，os都会起一个线程与它对应，每起一个线程的消耗大概是1M，切换线程时也得经过内核态切换
自旋锁和系统锁的选择？
自旋锁消耗cpu但不经过内核态
因此如果执行时间段（加锁代码少），线程数少，则用自旋
执行时间长，线程数多，用系统锁
synchronized
锁机制
synchronized(obj)把一个对象当成锁，通过该对象的对象头数据来判断是否为该进程
对象头上有两个标记位，用于记录当前的锁（锁升级）
第一个线程访问时：偏向锁
单纯记录线程号（其实没加锁）
有线程争用时，升级为自旋锁
等待的线程先进行自旋（默认自旋10次）用户态
阻塞线程自旋次数达标后还拿不到锁时，升级为重量级锁，该进程进入等待状态（wait）
重量级锁需要找os申请（经过内核态）
对象头还记录当前持有锁的线程，以及进入锁次数（可重入锁的实现）
加锁对象不能是String Integer Long等基础数据类型
程序中如果抛出异常，锁默认会被释放
volatile
保证线程可见性
每个线程都有自己的工作内存，会把使用到的值从共享内存复制到工作内存，线程对工作内存变量的修改不会马上同步到共享内存。加上volatile可保证每次都同步数据到主存与其他线程，各线程之间缓存一致
实现依赖硬件的MESI协议（缓存一致性协议）
禁止指令重排序
什么是指令重排序？
CPU执行指令可并发执行多条，为了充分利用这一点，编译器对源码进行编译完后，可对指令进行重新排序
实现原理，cpu级别加了读屏障和写屏障
loadfence原语指令
storefence原语指令
mfence
面试例子，单例双重检查：
DCL单例（懒加载）
new对象分为3个步骤
1.申请内存空间
2.成员变量初始化
3.变量地址指向该内存空间
new过程中发生指令重排序（第二步和第三步就可能发生重排序）
CAS(无锁优化 自旋 乐观锁)
采用该技术的工具：AtomicXXX类，Reentranlock等
longadder
内部用了分片锁的方式，用的也是CAS操作
atomicXXX
synchronized
上面三种方式，计数时，atomic效率要比synchronized效率要高。在并发线程，循环比较多时，longadder效率会比atomic高
采用CPU级别原语指令实现，java中采用Unsafe类
cas(V，Expected,NewValue)
V：要更改的对象
Expected：期望当前的值
NewValue：要更改的新值
ABA问题
简单讲，一个值0-》1，1-》0，此时另外一个线程使用CAS操作不能发现值被更改过
解释影响：如果是基础类型，无所谓。如果是引用类型，你的女朋友跟你复合，中间经历了别的男人，她还是原来的女友吗
解决办法：加版本号
atomicXXX就有带版本号操作的类
ReentrantLock
注意点
由于不像synchronized那样抛出异常就释放锁，所以一定要在finally里面写lock.unlock
使用方法
new Reentrantlock(fair)
fair参数默认为false，表示为非公平锁
true为公平锁
当一个线程来拿锁时，会先判断队列里是否有线程在等待，如果队列有在等待的，则它也进入等待
非公平锁时，不管队列里面有没线程等待，直接尝试去抢锁
lock()
trylock(time,timeunit)
unlock()
lockInteruptibly()
可以被打断的加锁
condition相关
创建一个condition:lock.newCondition()
condition.signalAll()
condition.await()
其他juc类
CountDownlatch
latch =new CountDownlatch(num)//num为门栓数，
latch.countDown()//计数减一
latch.await() //阻塞，知道计算减为0
与join相比的好处，countDownlatch在一个线程内可以多次减去计数，即一个线程多次执行countDown()
CyclicBarrier
barrier = new CyclicBarrier(parties，runnable)
类似栅栏，拦住线程，拦住线程数量达到了parties后就放行（即释放await的线程）
runable设置的是栅栏放开时的触发事件，可不设置
循环触发，线程数满了就释放一次，然后继续累积
barrier.await()
Phaser
phaser = new MarriagePhaser()
MarriagePhaser是一个自定义的（业务方可随便自定义）、继承Phaser的类
重写boolean onAdvance(phase,registeredParties)
该方法会在阶段目标达成时触发
phase代表当前为第几阶段，从0开始
registeredParties表示当前阶段有多少线程参加
返回值，false表示继续往下执行后续阶段，true表示不再执行后续阶段
phaser.bulkRegister(num);
设置要num线程调用arriveAndAwaitAdvance才sauna该阶段达成
phaser.arriveAndAwaitAdvance()
phaser.arriveAndDeregister()
取消注册，表示退出后续的阶段
阶段锁
ReadWriteLock
readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
readLock = readWriteLock.readLock();
共享锁
writeLock = readWriteLock.writeLock();
排他锁
***lock.lock()
***lock.unlock()
抛出异常不会释放锁，所以要写在finally块中
Semaphore
s = new Semaphore(num, fair);
num为信号灯个数，fair为是否为公平锁
s.acquire();
获取
s.release();
释放
可用于限流，令牌算法
Exchanger
Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();
exchanger.exchange(s);
两线程进行数据交换
LockSupport
LockSupport.park();
LockSupport.unpark(t2);
t2为线程参数，即所要唤醒的线程
源码阅读原则
画泳道图，例如左边的reentrantlock
AQS结构
重要组成成分是state和一个线程队列
state的意义由子类自己定义，例如reentrantlock的代表是否被锁住了，以及重入锁次数。而countDownloadlatch则代表当前剩余门栓数
VarHandle作用
比反射快，直接操作二进制码
通过handle可以做CAS操作。。compareAndSet
强软弱虚引用
强引用：只要一对象有强引用，垃圾回收器就不会回收
软引用：如果一个对象只具有软引用，当内存空间不够了，垃圾回收器就会回收它
弱引用：只要垃圾回收器触发回收，只具有弱引用的对象都会被回收
虚引用：必须和引用队列配合使用，当对象被回收时，可通过队列收到通知
职业：本科
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