併發與多線程

知識點彙總

1、死鎖

1.1 競爭條件與臨界區

1.2 死鎖檢測與防止

1.3 產生條件
　　互斥
　　請求並持有
　　非剝奪
　　循環等待

2、線程的狀態與轉換

NEW：建立

RUNNABLE：可運行

REDAY：就緒態

RUNNING：運行態

BLOCKED：獲取鎖失敗進入BLOCKED狀態，獲取鎖時進入REDAY態

TIME_WAITING：超時等待

WAITING：無超時等待

TERMINATED：結束

 掌握5種狀態便可（新建、就緒、運行、阻塞、死亡）

3、線程同步與互斥解決方法

　　一、CAS
　　二、synchronize
　　三、lock

3.1 CAS

　　CAS是樂觀鎖，輕量級鎖，經過比較值是否被更改來判斷。

　　缺點：可能會出現的ABA（上圖右）的問題，不必定會影響結果，解決辦法是提供額外的標誌位或者時間戳（相似於mysql version字段）。

3.2 synchronize

　　方法同步：經過java的高級字節碼指令ACC_SYNCCHRONIZED標誌來實現。

　　代碼塊同步：經過java的兩個高級字節碼指令monitorenter和monitorexit來實現。

　　鎖優化機制：

　　一、偏向鎖：先使用偏向鎖
　　二、輕量鎖：獲取偏向鎖失敗則升級爲CAS輕量鎖
　　三、自旋鎖：獲取輕量鎖失敗，則進行短暫的自旋
　　四、重量級鎖：以上都失敗則升級爲重量級鎖

3.3 AQS和LOCK

 

 

 lock鎖代碼塊，相似與cas

4、線程池

　　一、固定大小線程池：線程池固定，使用的是無界緩衝隊列，適用於任務數量不均勻的場景，也適用於對內存壓力不敏感，對系統負載比較敏感的場景。

　　二、Cached線程池：不限制建立的線程數，適用於要求低延遲的短時間任務的場景。

　　三、單線程線程池：一個線程的固定線程池，適用於須要異步執行，但要保證線程執行順序的場景。

　　四、Scheduled線程池：適用於按期執行任務的場景，支持按固定的頻率或者固定延時來執行的場景。

　　五、工做竊取線程池：適用於任務時長不均勻的場景。

4.1 線程池參數介紹

參數介紹：
　　corePoolSize：核心線程數，核心線程會一直存活。
　　maximumPoolSize：最大線程數，決定線程池最多能夠建立多少線程。
　　keepAliveTime：空閒時間，當線程閒置超過空閒時間時就會被銷燬。
　　uint：空閒時間的單位。
　　workQueue：緩衝隊列
　　ArrayBlockingQueue：有界隊列，有最大容量閒置。
　　LinkedBlockingQueue：無界隊列，不限制容量。
　　SynchronousQueue：同步隊列，內部沒有緩衝區。
　　threadFactory：設置線程池工廠方法，用來建立新的線程方法，能夠對線程的屬性進行定製，例如線程的group，線程名等，通常使用默認的工廠類便可。
　　handler：線程池滿時的拒絕策略，
　　Abort：線程池滿後，提交新任務時，會拋出異常，默認拒絕策略。
　　Discard：線程池滿後，提交新任務時，對任務進行丟棄。
　　CallerRuns：線程池滿後，提交新任務時，會直接執行提交的任務。
　　DiscardOldest：線程池滿後，提交新任務時，會丟棄最先提交的任務。
各種線程池調用參數方法：
　　固定大小線程池：
　　　　corePoolSize和maximumPoolSize：設置成指定的線程數
　　　　workQueue：LinkedBlockingQueue
　　Cached線程池：
　　　　corePoolSize：0
　　　　maximumPoolSize：Integer.MAX_VALUE
　　　　keepAliveTime：60
　　　　workQueue：SynchronousQueue
　　單線程線程池：
　　　　corePoolSize和maximumPoolSize：1
　　Scheduled線程池：
　　　　workQueue：DelayWorkQueue，按延遲時間獲取任務的優先級隊列

4.2 線程池任務執行流程

調用方法：
　　一、execute
　　二、submit：能夠返回一個future對象，根據future對象能夠了解任務的執行狀況，能夠取消任務的執行，還能夠獲取任務的執行結果或者執行異常。

5、JUC經常使用工具

用於處理多線程常見問題的庫

表格第一行：基本數據類型的原子類。

表格第二行：對對象提供的原子類。

 

表格第一行：鎖相關的類。

表格第二行：異步執行相關的類。

 

表格第一行：經常使用的阻塞隊列。

表格第二行：控制多線程協做使用的類。

表格第三行：經常使用的併發集合。

面試考察點與真題

三、jstack分析線程的運行狀態

 

四、wait與sleeep的區別

　　wait：Object方法，會釋放對象鎖，須要在同步塊中使用，不須要捕獲異常。
　　sleep：Thread方法，不會釋放對象鎖，任何地方使用，須要捕獲異常。
六、適用於讀併發多，寫併發少的場景，也可以使用CopyOnWrite解決。

七、wait、notify機制，共享變量的sync和lock同步機制

八、cas、sync、lock、ThreadLocal等機制

九、減小臨界區範圍、使用ThreadLocal、減小線程切換、使用讀寫鎖或CopyOnWrite等機制

十、ThreadLocal不是解決線程數據共享的問題，是解決數據隔離的問題。