一、为什么要学习并发编程
1.发挥多处理的强大能力
2.建模的简单性
3.异步事件的简化处理
4.响应更加灵敏的用户界面
二、并发的缺点
1.安全性问题
多线程环境下
多个线程共享一个资源
对资源进行非原子性操作
2.活跃性问题(饥饿)
1、死锁
2、饥饿
饥饿与公平
1)高优先级吞噬所有低优先级的CPU时间片
2)线程被永久堵塞在一个等待进入同步块的状态
3)等待的线程永远不被唤醒
如何尽量避免饥饿问题
- 设置合理的优先级
- 使用锁来代替synchronized
3、活锁
3.性能问题
三、线程的状态
线程在一定条件下,状态会发生变化。线程一共有以下几种状态:
1、新建状态(New):新创建了一个线程对象。
2、就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于“可运行线程池”中,变得可运行,只等待获取CPU的使用权。即在就绪状态的进程除CPU之外,其它的运行所需资源都已全部获得。
3、运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。
4、阻塞状态(Blocked):阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。
一、为什么要学习并发编程
1.发挥多处理的强大能力
2.建模的简单性
3.异步事件的简化处理
4.响应更加灵敏的用户界面
二、并发的缺点
1.安全性问题
多线程环境下
多个线程共享一个资源
对资源进行非原子性操作
2.活跃性问题(饥饿)
1、死锁
2、饥饿
饥饿与公平
1)高优先级吞噬所有低优先级的CPU时间片
2)线程被永久堵塞在一个等待进入同步块的状态
3)等待的线程永远不被唤醒
如何尽量避免饥饿问题
- 设置合理的优先级
- 使用锁来代替synchronized
3、活锁
3.性能问题
三、线程的状态
线程在一定条件下,状态会发生变化。线程一共有以下几种状态:
1、新建状态(New):新创建了一个线程对象。
2、就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于“可运行线程池”中,变得可运行,只等待获取CPU的使用权。即在就绪状态的进程除CPU之外,其它的运行所需资源都已全部获得。
3、运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。
4、阻塞状态(Blocked):阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。
阻塞的情况分三种:
(1)、等待阻塞:运行的线程执行wait()方法,该线程会释放占用的所有资源,JVM会把该线程放入“等待池”中。进入这个状态后,是不能自动唤醒的,必须依靠其他线程调用notify()或notifyAll()方法才能被唤醒,
(2)、同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入“锁池”中。
(3)、其他阻塞:运行的线程执行sleep()或join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。
5、死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。
线程变化的状态转换图如下:
四、创建线程的多种方式
1、继承Thread类
2、实现Runnable接口
3、匿名内部类的方式
4、带返回值的线程
5、定时器(quartz)
6、线程池的实现
7、Lambda表达式实现
8、Spring实现多线程
五、Synchronized原理与使用
1、内置锁
2、互斥锁
1、修饰普通方法
2、修饰静态方法
3、修饰代码块
六、任何对象都可以作为锁,那么锁信息又存在对象的什么地方呢?
存在对象头中
对象头中的信息
Mark Word:线程id、Epoch、对象的分代年龄信息、是否是偏向锁、锁标志位
Class Metadata Address
Array Length
偏向锁
每次获取锁和释放锁会浪费资源
很多情况下,竞争锁不是由多个线程,而是由一个线程在使用。
只有一个线程在访问同步代码块的场景
重量级锁
七、设置线程优先级
八、单例模式与线程安全性问题
饿汉式
没有线程安全性问题
懒汉式
双重检查加锁解决线程安全性问题
九、锁重入
十、自旋锁
十一、死锁
十二、轻量级锁
Volatile
Volatile称之为轻量级锁,被volatile修饰的变量,在线程之间是可见的。
可见:一个线程修改了这个变量的值,在另外一个线程中能够读到这个修改后的值。
Synchronized除了线程之间互斥意外,还有一个非常大的作用,就是保证可见性
Lock指令
在多处理器的系统上
1、将当前处理器缓存行的内容写回到系统内存
2、这个写回到内存的操作会使在其他CPU里缓存了该内存地址的数据失效
硬盘 – 内存 – CPU的缓存
多个线程可以同时
十三、JDK提供的原子类原理及使用
1、原子更新基本类型、原子更新数组、原子更新抽象类型、原子更新字段
十四、Lock接口的认识与使用
Lock与Synchronized的区别:
Lock需要显示地获取和释放锁,繁琐能让代码更灵活
Synchronized不需要显示地获取和释放锁,简单
Lock的优势:
使用Lock可以方便的实现公平性
非阻塞的获取锁
能被中断的获取锁
超时获取锁