多线程系列1-三大特性

线程基础概念：

进程是线程的容器，进程是操作系统分配的资源。

 

线程是由操作系统的线程调度器的，调度器基于以下因素动态分配CPU资源：

• ‌优先级‌：线程的优先级（如实时任务优先）。
• ‌时间片轮转‌：每个线程分到固定时间片，用完后切换（抢占式调度）。
• ‌公平性‌：避免某些线程长时间占用CPU（如Linux的CFS调度器）。
• ‌I/O阻塞‌：若线程等待I/O，调度器会挂起它并执行其他就绪线程。

是cpu执行的基本单位。

线程可以共享同一进程中的资源，进程之间的资源是相互独立的。

进程之间的通信需要借助内核。

线程是cpu调度，调度，比如我现在需要查询数据库，我这边就可以先做其它事情，等数据库查询有结果了再一起整合数据，这样也能充分利用cpu资源。调度调度调度。

可以避免一些磁盘io和网络io的等待操作，让cpu去调度其它线程。

cpu需要存储线程的信息(线程上下文，为了保证线程切换过后依然能独立执行而存储的内容)，如果线程的数量太多，那么cpu切换线程上下文时，需要造成额外的消耗。

并行、并发、串行

并行：一起上

串行：一个一个排队，前一个执行完后面一个才能执行

并发：并行囊括并发。并发看似并行，并发实际上是指cpu在做多个任务时，cpu高速来回切换，所以看似是在并行。

单核cpu无法实现并行效果。

并行就是cpu同时调用多个线程，是真正的多个线程同时执行。

 

 线程的状态：

  线程的优先级是1到10

  join ()方法，线程强占。假如线程有两个线程，t1和main，在main线程中，调用t1.join()，或者ti.join(1000)，意味着就是让t1执行完或者t1执行1秒过后，main才开始执行。主线程休眠和sleep相同效果。

  yeild方法，线程短暂让出cpu，由running状态变为runnable状态。

 

线程synchronized锁:

在这个关键字里面，如果调用了wait()方法，就会释放锁资源，放到等待池中，其它线程就可以竞争到这个锁。

如果调用了notifyAll()方法，则会添加到锁池，来竞争锁资源。

 

 

 philosophy 时间片分配:线程1执行一段时间时间，会在一段时间内执行任务，到时间过后就释放cpu，工作线程2就开始继续执行，同样是执行一段时间，会释放cpu。假如线程1线程2在这一段时间内没有完成任务，那么主存里的共享变量就可能更改，那么自己本身里的变量就不是最新的了。

volatile 关键字可以理解为：读是加锁的，写是释放锁。

wait() 和 notify() 必须在 synchronized 块或方法内使用，因为它们依赖于对象的监视器锁（monitor lock）。

wait() 会释放锁，而 notify() 不会释放锁（只是通知其他线程可以竞争锁）。

通常配合 while 循环检查条件，避免虚假唤醒（spurious wakeup）。

 

线程sleep状态下可以被打断，如果打断的话，

Thread.currentThread().interrupt();那么sleep就可以中断异常，在这个中断异常里结束程序，这也是结束程序的一种方式。

// 查看标志位并归位位位 System.out.println(Thread.interrupted());

 

juc并发工具：

异步编程：

并发编程三大特性：

原子性：

 

javap + .class文件 。 这个指令是解析编译好的class文件，用cpu指令的形式。eg:javap -v InterruptResearch.class

synchronized加完过后，会有monitorenter 和 monitorexit 操作。

在处理临界资源时，如何解决线程的原子性操作，即保证它，所以就引申出来一个东西就是锁，保证串行执行。

cas：直接使用的是cpu compare and swap 并发原语来直接操作主内存，当然也存在一些问题：

1、无法对多行代码实现原子性操作，需要有一个变量

2、ABA的问题（破坏了线程的原子性），可通过java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference这个类去解决

 3、自旋时间过长问题

1、 设置自旋次数，避免cpu空转,如果超过这个次数，那么就直接失败即可，或者将线程挂起。自旋锁，自适应自旋锁

2、compare失败过后，将操作暂存起来，等后面需要获取结果的时候再执行。

为什么会有Lock锁：

1、sync关键字性能在1.5时不敌Lock锁，在1.6过后，优化过后相差无几。但是在高并发情况下优先使用Lock锁。Lock即java.util.concurrent.locks.ReentrantLock

ReentrantLock是基于AQS,基于CAS维护state变量来实现锁的操作。

TheadLocal细节：

里面ThreadLocalMap的key是弱引用。强软弱虚。如果对象只有弱引用指向它，垃圾回收器会立即回收该对象(无论内存是否充足)。还有种情况就是假如系统内存不足，那么就会优先回收弱引用。

弱引用一般存临时数据，缓存。

可见性：

volatile关键字：

 synchronized也可以解决线程可见性问题，因为拿到锁过后会清空cpu中涉及到内部变量的缓存，必须重新去主存中拿最新数据。

 Lock锁也能实现内存可见性，因为里面的state加了volatile关键字，对类中的其它属性也会失效缓存使用主存中的内容。ReetrantLock。

 final 关键字

final 不允许在运行期间修改的。

线程有序性：

两大点：满足一些要求才会重排，要提升效率 、在不影响最终结果的前提下

以分配对象为例：1、开辟空间 2、初始化 3、分配地址。这三步如果初始化放在最后，那么其它线程就有可能拿到一个空内容的对象，因为分配地址被提前了，这时还没初始化。

解决方式：

加volatile关键字解决，通过栅栏的方式禁止指令重排。

 

 

 

 

 

 

 

 

锁：

阻塞队列：