Java多线程与高并发
2022-10-31 21:39:50 0 举报AI智能生成
Java多线程与高并发
作者其他创作
大纲/内容
测试工具：JMH
数据结构
基本概念
定义事件
定义事件对象生成的工厂
定义消费者
开始使用
基本使用
Disruptor
高频面试加分项
接口说明
说明：只有一个线程执行的方法
Executor
说明：完善了线程池的生命周期
ExecutorService
newCachedThreadPool
newFixedThreadPool
newSingleThreadExecutor
newScheduleThreadPool
JDK提供的4中线程创建方式
基础
corePoolSize
maxmumPoolSize
keepAliveTIme
TimeUnit
BlockQueue
ThreadFactory
抛出RejectedExecutionException异常（默认）
AbortPolicy()
抛弃当前的任务
DiscardPolicy()
抛弃最旧的任务（最先提交而没有得到执行的任务）
DiscardOldestPolicy()
由向线程池提交任务的线程来执行该任务
CallerRunsPolicy()
常见四种策略(可自定义)
RejectStrategy
参数介绍
RUNNABLE
状态切换：调用线程池的shutdown()接口时，线程池由RUNNING -> SHUTDOWN。
SHUTDOWN
STOP
状态切换：当线程池变为TIDYING状态时，会执行钩子函数terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空的，若用户想在线程池变为TIDYING时，进行相应的处理；可以通过重载terminated()函数来实现。
状态切换：当线程池在SHUTDOWN状态下，阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时，就会由 SHUTDOWN -> TIDYING。当线程池在STOP状态下，线程池中执行的任务为空时，就会由STOP -> TIDYING。
TIDYING
状态切换：线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated()之后，就会由 TIDYING -> TERMINATED
TERMINATED
线程池的五种状态
ThreadPoolExecutor
核心
ForkJoinPool
线程池
继承Thread类
实现Runnable接口
lambda表达式
原理：方法阻塞的原理是LockSupport
线程如果被取消了（调用了cancel()方法），则获取不了结果，并抛出异常
get()
isDone()
true
false
cancel(boolean)
isCancelled()
实现Callable接口
线程池方式
五种创建线程的方式
线程状态 --> 等待状态
注意：但不会释放锁
[static] sleep(ms)
线程状态 --> 就绪状态
说明：将线程重新放进等待队列中
[static] yield()
让该线程等待另一个线程执行
注意：会释放锁
join()
获取线程的状态
status()
说明：使当前对象Object进入阻塞，并释放锁
wait()
说明：唤醒该对象Object，但不释放锁
notify()
notifyAll()
wait()与nofiy()
说明：线程暂停
suspend()
说明：线程启动
resume()
suspend()与resume()
说明：线程打断，其实就是给线程跑出打断的异常，设置打断的标志位。
interrupt()
static interrupted()
线程打断（其实设置标志位）
说明：线程停止
stop()
线程停止的方法
Callable
FutureTask
Callable和FutureTask
线程的常用方法
线程刚刚创建，还没有启动
NEW
可运行状态，由线程调度器可以安排执行
RUNABLE
等待被唤醒
WAITING
隔一段时间后自动唤醒
TIMED WAITING
被阻塞，正在等待锁
BLOCKED
线程结束
TERMINATED
6种线程状态
JDK自带的原子类
自旋锁
适用：线程数量多
特点：分段锁
LongAdder
应用案例
解决方案：AtomicStampedReference类
ABA问题
CAS
使用案例：Person person = new Person
说明：垃圾回收机制，在发现引用的时候，不会被回收
强引用
使用案例：SoftReference<Person> person = new SoftReference<>(new Person())
说明：垃圾回收机制，且内存不够用时，会被回收
缓存
应用
软引用
使用案例：WeakReference<Person> person = new WeakReference<>(new Person())
说明：垃圾回收机制，该对象会被立即回收
一般用在容器中
ThreadLocal
弱引用
虚引用
四种引用
基础概念
偏向锁
线程数量少，且执行时间短
适用场景
特点：占用CPU资源
自旋锁（CAS）、乐观锁
线程数量多，或执行时间长
重量级锁
可重入锁
不可重入锁
分类：重入性
共享锁（读）
排它锁（写）
读写锁
锁的种类
偏向锁：给对象所，添加标识
自旋锁：CAS（自旋10次就升级）
锁升级过程
唯一一个能让线程进入BLOCKED状态的锁
特点
锁的细化
锁的粗化
优化
用法
synchronized()
lock()
unlock()
使用tryLock进行尝试锁定，不管锁定与否，方法都将继续执行可以根据tryLock的返回值来判定是否锁定也可以指定tryLock的时间，由于tryLock(time)抛出异常，所以要注意unclock的处理，必须放到finally中
trylock()
可以对 interrupt()方法做出相应（被打断）
lockInterruptibly()
创建新的等待队列
newCondition()
true --> 公平锁
false --> 不公平锁（默认）
构造方法传入boolean值
用方
原理
ReenrantLock
基于CAS的锁
ReentrantReadWriteLock
实现子类
readLock()
writeLock()
ReadWriterLock
Lock
MESI
缓存一致性协议
保证线程可见性
禁止指令重排序
用途
JVM向内存申请空间
初始化成员变量
将对象赋值给相应的变量
对象创建NEW过程
变量应该加上 volatile
懒汉式单例创建
volatile
分段锁
说明：让当前线程`停车`
park()
说明：指定某个线程`开车`
参数1：Thread
unpark(Thread)
注意：但不能先与Thread.start()方法调用
unpart()可以先于part()调用
1. 使用 unpark(Thread)时，该线程必须处于启动状态（start()状态），否则使用park()时，会被一直阻塞。
说明
LockSupport
线程锁
说明：需要提前准备好，才能继续执行
说明：需要执行的线程数量
构造函数（传入整形数值）
说明：需要执行的线程数量 - 1
countDown()
说明：等待需要执行的线程数量为0的时候
await()
CountDownLatch
说明：需要全部准备好了，才能一起同时干活
参数1：需要多少个线程
参数2：Runnable实现类（可选）
构造函数
说明：n个线程准备就绪后，进行后续操作
如果没有足够多的线程，也可以，通过该方法进行执行
reset()
可以重复使用（）
通过 ReentrantLock 实现锁安全，Condition 实现等待阻塞
限流
运动员比赛
CyclicBarrier
说明：阶段。（CountDownLatch的升级版本）
说明：当前阶段还需要执行的线程数量-1
arriveAndAwaitAdvance()
说明：当前阶段且之后所有阶段需要执行的线程数量-1
arriveAndDeregister()
说明：当前阶段且下一个阶段需要执行的线程数量-1
arrive()
案例
遗传算法
Phaser
说明：信号量
说明：最大允许的信号量数量
参数1：int
说明：指定是否是公平锁（默认false，非公平锁）
参数2：boolean（可选）
说明：信号量 -1（当不够的时候，进入阻塞状态）
注意：不释放锁
acquire()
说明：信号量 +1，但如果信号量满了，不会有任何操作
release()
Semaphore
说明：数据交换
说明：指定线程之间交换数据的类型
指定泛型
说明：线程的数据之间进行交换（阻塞的）
exchange()
微信的摇一摇
实现原理
Exchanger
线程之间的通信
与当前线程有关（当前线程的ThreadLocalMap有关）
在对象不再需要使用时，应该调用 remvoe() 方法
注意：
重要类及说明
JUC同步工具
线程同步锁AQS实现
Collection
说明：自带锁，目前基本不用
Vector
Hashtable
CopyOnWriteList
ConcurrentHashMap
ConcurrentSkipListMap
同步容器
常见容器
Java多线程与高并发
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