您的位置 首页 java

一篇文让你彻底了解java多线程并发

前言:

如果对什么是 线程 、什么是进程仍存有疑惑,请先Google之,因为这两个概念不在本文的范围之内。

多线程 只有一个目的,那就是更好的利用cpu的资源,因为所有的多线程代码都可以用单线程来实现。说这个话其实只有一半对,因为反应“多角色”的程序代码,最起码每个角色要给他一个线程吧,否则连实际场景都无法模拟,当然也没法说能用单线程来实现:比如最常见的“生产者,消费者模型”。

很多人都对其中的一些概念不够明确,如同步、并发等等,让我们先建立一个数据字典,以免产生误会。

引:

用多线程只有一个目的,那就是更好的利用cpu的资源,因为所有的多线程代码都可以用单线程来实现。说这个话其实只有一半对,因为反应“多角色”的程序代码,最起码每个角色要给他一个线程吧,否则连实际场景都无法模拟,当然也没法说能用单线程来实现:比如最常见的“生产者,消费者模型”。

很多人都对其中的一些概念不够明确,如同步、并发等等,让我们先建立一个数据字典,以免产生误会。

  • 多线程:指的是这个程序(一个进程)运行时产生了不止一个线程
  • 并行与并发:并行:多个cpu实例或者多台机器同时执行一段处理逻辑,是真正的同时。并发:通过cpu调度算法,让用户看上去同时执行,实际上从cpu操作层面不是真正的同时。并发往往在场景中有公用的资源,那么针对这个公用的资源往往产生瓶颈,我们会用TPS或者QPS来反应这个系统的处理能力。

如下图是我整理的一篇大纲,分享给大家

正文

  • java线程实现/创建方式
  • 4种 线程池 (解析)
  • 线程生命周期(状态)
  • 终止线程4种方式

4种线程池解析:

Java 里面线程池的顶级接口是 Executor ,但是严格意义上讲 Executor 并不是一个线程池,而

只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是 ExecutorService。如图:

1、newCachedThreadPool

创建一个可根据需要创建新线程的线程池,但是在以前构造的线程可用时将重用它们。对于执行

很多短期异步任务的程序而言,这些线程池通常可提高程序性能。调用 execute 将重用以前构造

的线程(如果线程可用)。如果现有线程没有可用的,则创建一个新线程并添加到池中。终止并

从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。因此,长时间保持空闲的线程池不会使用任何资

2、newFixedThreadPool

创建一个可重用固定线程数的线程池,以共享的无界队列方式来运行这些线程。在任意点,在大

多数 nThreads 线程会处于处理任务的活动状态。如果在所有线程处于活动状态时提交附加任务,

则在有可用线程之前,附加任务将在队列中等待。如果在关闭前的执行期间由于失败而导致任何

线程终止,那么一个新线程将代替它执行后续的任务(如果需要)。在某个线程被显式地关闭之

前,池中的线程将一直存在

3、newScheduledThreadPool

创建一个线程池,它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool= Executors.newScheduledThreadPool(3);

scheduledThreadPool.schedule(newRunnable(){

@ Override

public void run() {

System.out.println(“延迟三秒”);

}

}, 3, TimeUnit.SECONDS);

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(newRunnable(){

@Override

public void run() {

System.out.println(“延迟 1 秒后每三秒执行一次”);

}

},1,3,TimeUnit.SECONDS)

4、newSingleThreadExecutor

Executors.newSingleThreadExecutor()返回一个线程池(这个线程池只有一个线程),这个线程

池可以在线程死后(或发生异常时)重新启动一个线程来替代原来的线程继续执行下去!

更多解析

  • sleep与wait区别
  • start与run区别
  • Java后台线程(解析)

Java后台线程(解析)

1. 定义: 守护线程 –也称“服务线程”,他是后台线程,它有一个特性,即为用户线程 提供 公

共服务,在没有用户线程可服务时会自动离开。

2. 优先级:守护线程的优先级比较低,用于为系统中的其它对象和线程提供服务。

3. 设置:通过 setDaemon(true)来设置线程为“守护线程”;将一个用户线程设置为守护线程

的方式是在 线程对象创建 之前 用线程对象的 setDaemon 方法。

4 . 在 Daemon 线程中产生的新线程也是 Daemon 的。

5 . 线程则是 JVM 级别的,以 Tomcat 为例,如果你在 Web 应用中启动一个线程,这个线程的

生命周期并不会和 Web 应用程序保持同步。也就是说,即使你停止了 Web 应用,这个线程

依旧是活跃的。

6 . example: 垃圾回收线程就是一个经典的守护线程,当我们的程序中不再有任何运行的Thread,

程序就不会再产生垃圾,垃圾回收器也就无事可做,所以当垃圾回收线程是 JVM 上仅剩的线

程时,垃圾回收线程会自动离开。它始终在低级别的状态中运行,用于实时监控和管理系统

中的可回收资源。

7 . 生命周期:守护进程(Daemon)是运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端并且周

期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。也就是说守护线程不依赖于终端,但是依

赖于系统,与系统“同生共死”。当 JVM 中所有的线程都是守护线程的时候,JVM 就可以退

出了;如果还有一个或以上的非守护线程则 JVM 不会退出。

java锁

因为文章篇幅原因,文章资料都整理在一个文档里面了,需要的朋友可以私信”多线程”获取哟

  • 线程基本方法
  • 线程上下文切换
  • 同步锁与死锁
  • 线程池原理
  • java阻塞队列原理
  • CyclicBarrier、CountDownLatch、 Semaphore 的用法
  • volatile 关键字的作用(变量可见性、禁止重排序)

  • 如何在两个线程之间共享数据
  • ThreadLocal 作用(线程本地存储)
  • synchronized 和 ReentrantLock 的区别
  • ConcurrentHashMap 并发
  • Java 中用到的线程调度

  • 进程调度算法
  • 什么是CAS(比较并交换- 乐观锁 机制-锁自旋)
  • 什么是 AQS(抽象的队列同步器)【解析】

什么是 AQS(抽象的队列同步器)【解析】

AbstractQueuedSynchronizer 类如其名,抽象的队列式的同步器,AQS 定义了一套多线程访问

共享资源的同步器框架,许多同步类实现都依赖于它,如常用的

ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch。

它维护了一个 volatile int state(代表共享资源)和一个 FIFO 线程等待队列(多线程争用资源被

阻塞时会进入此队列)。这里 volatile 是核心关键词,具体 volatile 的语义,在此不述。state 的

访问方式有三种:

  • getState()
  • setState()
  • compareAndSetState()

AQS 定义两种资源共享方式

Exclusive 独占资源-ReentrantLock

Exclusive(独占,只有一个线程能执行,如 ReentrantLock)

Share 共享资源-Semaphore/CountDownLatch

Share(共享,多个线程可同时执行,如 Semaphore/CountDownLatch)。

AQS 只是一个框架,具体资源的获取/释放方式交由自定义同步器去实现,AQS 这里只定义了一个

接口,具体资源的获取交由自定义同步器去实现了(通过 state 的 get/set/CAS)之所以没有定义成

abstract ,是 因 为独 占模 式 下 只 用实现 tryAcquire-tryRelease ,而 共享 模 式 下 只用 实 现

tryAcquireShared-tryReleaseShared。如果都定义成abstract,那么每个模式也要去实现另一模

式下的接口。不同的自定义同步器争用共享资源的方式也不同。自定义同步器在实现时只需要实

现共享资源 state 的获取与释放方式即可,至于具体线程等待队列的维护(如获取资源失败入队/

唤醒出队等),AQS 已经在顶层实现好了。自定义同步器实现时主要实现以下几种方法:

  1. isHeldExclusively():该线程是否正在独占资源。只有用到 condition 才需要去实现它。
  2. tryAcquire(int):独占方式。尝试获取资源,成功则返回 true,失败则返回 false
  3. tryRelease(int):独占方式。尝试释放资源,成功则返回 true,失败则返回 false。
  4. tryAcquireShared(int):共享方式。尝试获取资源。负数表示失败;0 表示成功,但没有剩余
  5. 可用资源;正数表示成功,且有剩余资源。
  6. tryReleaseShared(int):共享方式。尝试释放资源,如果释放后允许唤醒后续等待结点返回
  7. true,否则返回 false。

同步器的实现是 ABS 核心(state 资源状态计数)(未解析)

ReentrantReadWriteLock 实现独占和共享两种方式

一般来说,自定义同步器要么是独占方法,要么是共享方式,他们也只需实现 tryAcquiretryRelease、tryAcquireShared-tryReleaseShared 中的一种即可。但 AQS 也支持自定义同步器

同时实现独占和共享两种方式,如 ReentrantReadWriteLock。

更多解析

最后

关注小编+转发文章+私信 【多线程】 获取这个PDF资料!谢谢!

还有更多资料包含Spring,MyBatis,Netty源码分析,高并发、高性能、分布式、微服务架构的原理,JVM性能优化这些成为架构师必备的知识体系。相信对于已经工作和遇到技术瓶颈的码友,在这里会有你需要的内容。

文章来源:智云一二三科技

文章标题:一篇文让你彻底了解java多线程并发

文章地址:https://www.zhihuclub.com/191648.shtml

关于作者: 智云科技

热门文章

网站地图