前言

先列出java并发涉及的知识点,后面再慢慢补.

java并发

1 常见概念

进程/线程

进程:程序执行的实体,操作系统资源调度资源分配的基本单元
线程:程序执行的最小单元,拥有独立的堆栈和局部变量等属性,可以共享进程的资源

同步(Synchronous)/异步(Asynchronous)

同步是串行执行,阻塞
异步是并行执行,非阻塞

并发/并行

并发:多个任务交替执行
并行:多个任务同时执行

临界区

阻塞(Blocking)/非阻塞(Non-Blocking)

死锁/饥饿/活锁

JMM(java内存模型)

可见性
原子性
有序性

并发级别

阻塞(加锁阻塞)
无饥饿(公平锁实现无饥饿)
无锁(CAS)
无等待(Read-Copy-Update)

2 多线程基础

线程状态

New:新建
Runnable:运行中
Blocked:阻塞, 等待锁是blocked
Waiting:等待,Object.wait/Condition.await操作释放锁,线程进入等待状态
Time-Waiting:超时等待, sleep()操作,不会释放锁
Terminated:结束

基本操作

新建:Thread/Runnable
终止:stop(废弃)/interrupt
等待(wait)/通知(notify),必须配合Synchronous使用
挂起(suspend)/只需执行(resume),已废弃
等待线程结束join
谦让yield
优先级priority

线程池

Excutor

ExcutorService扩展Excutor

ThreadPoolExcutor线程池对象

Executors线程池工厂,返回指定类型的线程池对象

原理:

1线程池对象的构造函数:

corePoolSize:线程池中的线程数量
maximumPoolSize:线程池最大线程数量
keepAliveTime:超过corePoolSize数量额线程的存活时间
unit:时间单位
workQueue:任务队列,有界队列:ArrayBlockingQueue/无界队列:LinkedBlockingQueue
handler:拒绝策略

2线程池工厂:ThreadFactory,使用该工厂创建线程

3 锁

synchronized

原理:在JVM编译后,在入口处加上Monitorenter指令,结束位置或异常处加上monitorexit的指令;
作用:保证了JMM的三个特性:原子性/可见性(unlock之前保证变量会同步到主内存中去)/有序性(变量同一时刻只能由一个线程处理)

Lock/ReentrantLock

细粒度的锁,有lock()/unlock()/trylock操作;
可以实现公平锁和非公平锁(默认)
原理:AQS

volatile

保证可见性,不保证原子性
禁止指令重排序保证有序性

ThreadLocal

保存的数据可以看作线程内部局部变量;

实现:实现:当前线程有个ThreadLocalMap表,存储着当前ThreadLocal实例和对应的value;

乐观锁CAS(compare and swap)

synchronized和lock是悲观锁,CAS就是乐观锁

实现:修改数据时,需要三个参数:内存地址,旧的值,新的值, 只有旧的值等于当前内存地址中保存的值,才会更新为新的值

jvm对锁的优化:

锁消除:jvm会判断加锁的代码是否真的需要加锁,如果不需要会执行不加锁操作;
自旋锁:竞争锁失败后不会立即被挂起(线程的挂起需要操作系统配合,耗费资源),而是类似有个while(true)循环多少次后再去竞争锁;
偏向锁:同一个线程重复访问一个同步代码块时,可以直接获取到锁,免去了CAS加锁解锁的操作,使用锁竞争少的场景;
轻量级锁:
重量级锁

提高锁性能的建议

减少锁持有的时间
减少锁粒度
锁分离:读写锁
锁的粗化:频繁加锁释放锁也是不小的开销,粗化减少加锁次数

4 JUC并发包

Condition

Semaphore信号量

ReadWriteLock读写锁

CountDownLatch倒计时器

CycliBarrier栅栏

LockSupport线程阻塞工具

Fork/join

AQS(AbstractQueuedSynchronized)并发基础组件

并发容器

线程安全的Map:ConcurrentMap
线程安全的List:CopyOnWriteArrayList
高效队列ConcurrentLinkedQueue
阻塞队列BlockingQueue
双向队列Deque
随机数据结构SkipList

巴特西

java并发知识点

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