多线程并发编程
2020-12-10 14:17:48 1 举报AI智能生成
多线程并发编程思维导图
作者其他创作
大纲/内容
并发 基础
AQS
AbstractqueuedSynchronizer同步器
队列同步器
以下3个方法来修改同步状态
getState()：获取当前同步状态
setState(int newState)：设置当前同步状态
compareAndSetState(int expext,int update)：使用CAS设置当前状态，该方法能够保证状态设置的原子性
同步器可重写的方法基本 为3类
独占锁 获取与释放 同步状态
共享式获取与释放不同状态
查询同步队列中的等待线程情况
独占锁
同一时刻只能有一个线程索取到锁，而其他获取锁的线程只能处于同步队列中等待，只有获取锁的线程释放了锁，后继的线程才能获取锁
实现方式
同步队列
独占式同步状态获取与释放
共享式同步状态获取与释放
CAS
Compare And Swap
缺陷
ABA
ABA解决方案
循环时间长 开销大
只能保证一个共享变量的原子操作
线程间通信
volatile和synchronized关键字
等待/通知
使用wait()、notify()和notifyAll()时需要先对调用对象加锁
调用wait()方法后，线程状态由RUNNGIN变成WAITING,并将当前线程放置到对象的等待队列
notify()或notifyAll()方法调用后，等待线程依旧不会从wait()返回，需要调用notify()或notifyAll()的线程
释放锁之后，等待的线程才有机会从wait()返回
释放锁之后，等待的线程才有机会从wait()返回
notify()方法将等待队列中的一个等待线程从等待队列中移到同步队列中，而notifyAll() 方法将等待
队列中所有的线程全部移到同步队列，被移动的线程状态由WAITING变成BLOCKING
队列中所有的线程全部移到同步队列，被移动的线程状态由WAITING变成BLOCKING
从wait()方法返回的前提，是获得了调用对象的锁
Thread.join()
ThreadLocal
其他
ThreadLocal
set(T) : s设置一个值
Fork/Join
Fork/Join的设计
分割任务
执行任务合并结果
Disruptor并发框架
线程通信
共享内存
线程之间共享程序的公共状态，通过写-读内存中的公共状态进行隐式通信
线程之间必须通过发送消息来显示进行通信
消息传递
原子操作
基本类型
AtomicBoolean
AtomicInteger
AtomicLong
数组
AtomicIntegerArray
AtomicLongArray
AtomicReferenceArray
引用类型
AtomicReference
AtomicReferenceArrayFieldUpdater
原子更新字段类
AtomicIntegerFieldUpdater
AtomicLongFieldUpdater
AtomicStampedReference
java如何实现原子操作
使用循环CAS实现原子操作
锁
并发集合
ConcurrentHashMap
什么是HashMap
高并发下的HashMap
什么是ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap的结构
ConcurrentHashMap初始化
ConcurrentHashMap允许多个读并发进行？
ConcurrentHashMap的size操作
ConcurrentHashMap的get操作
ConcurrentHashMap的put操作
ConcurrentLinkedQueue
如何实现一个线程安全的队列？
使用阻塞算法
使用非阻塞算法
ConcurrentLinkedQueue
入队列
出队列
java中的阻塞队列
ArrayBlockingQueue
LinkedBlockingQueue
PriorityBlockingQueue
DelayQueue
使用场景
缓存系统的设计
定时任务调度
SynchronousQueue
LinkedTransferQueue
LinkedBlockingDeque
CopyOnWrite
CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArraySet
CopyOnWrite 容器介绍
使用场景
黑白名单
读多写少
优缺点
锁
ReentrantLock
实现重进入
公平锁
非公平锁
RrantReadWriterlock
volatile
volatile实现机制
内存语义
volatile的特性
volatile写-读的内存语义
volatile内存语义的实现
锁的内存语义
fairSync
NonfairSync
concurrent包的实现
Lock接口
Condition
Condition的实现
等待队列
等待
通知
LockSupport
并发工具类
CyclicBarrier
应用场景
CountDownLatch
一个线程调用countDown方法happen-before，另外一个线程调用await方法
CyclicBarrier 与 CountDownLatch 的区别
Semaphore
使用场景
synchronized
synchronized原理
内存模型
重排序
数据依赖性
写一个变量之后，再读这个变量
写一个变量之后，再写这个变量
读一个变量之后，再写这个变量
重排序对多线程的影响
顺序一致性
数据竞争与顺序一致性
顺序一致性内存模型
同步程序的顺序一致性效果
未同步程序的执行特性
happen-before
定义
规则
1、程序顺序原则，即在一个线程内必须保证语义串行性，也就是说按照代码顺序执行。
2、锁规则 解锁(unlock)操作必然发生在后续的同一个锁的加锁(lock)之前，也就是说，如果对于一个锁解锁后，再加锁，那么加锁的动作必须在解锁动作之后(同一个锁)。
3、volatile规则 volatile变量的写，先发生于读，这保证了volatile变量的可见性，简单的理解就是，volatile变量在每次被线程访问时，都强迫从主内存中读该变量的值，而当该变量发生变化时，又会强迫将最新的值刷新到主内存，任何时刻，不同的线程总是能够看到该变量的最新值。
4、线程启动规则 线程的start()方法先于它的每一个动作，即如果线程A在执行线程B的start方法之前修改了共享变量的值，那么当线程B执行start方法时，线程A对共享变量的修改对线程B可见
5、传递性 A先于B ，B先于C 那么A必然先于C
6、线程终止规则 线程的所有操作先于线程的终结，Thread.join()方法的作用是等待当前执行的线程终止。假设在线程B终止之前，修改了共享变量，线程A从线程B的join方法成功返回后，线程B对共享变量的修改将对线程A可见。
7、线程中断规则 对线程 interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生，可以通过Thread.interrupted()方法检测线程是否中断。
8、对象终结规则对象的构造函数执行，结束先于finalize()方法
as-if-serial
JMM的内存可见性保证
线程池
Executor
ThreadPoolExecutor
构造参数
RejectedExecutionHandler
AbortPolicy
CallerRunsPolicy
DiscardOldestPolicy
DiscardPolicy
corePoolSize
maximumPoolSize
keepAliveTime
TimeUnit
runnableTaskQueue
priorityBlockingQueue
ArrayBlockingQueue
LinkedBlockingQueue
SynchronousQueue
种类
FixedThreadPool
SingleThreadExecutor
CachedThreadPool
Callable和Future
ScheduledExecutorService
合理配置线程池
线程池的监控
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