Java讀書筆記(4)-多線程(二)

2016-1-2

1. 線程通訊

   • 傳統的線程通訊

     • Object類提供了wait()，notify()和notifyAll三個方法

     • 適用狀況：synchronized修飾的同步方法或者synchronized方法

     • wait():致使當前線程等待，直到其餘線程調用該同步監視器的notify()或notifyAll方法來喚醒該線程，調用wait方法後本線程會釋放對同步監視器的鎖定

     • notify():喚醒在此同步監視器上等待的單個線程。若是有多個線程在等待，則隨機喚醒其中一個

     • notifyAll():喚醒在此同步監視器上等待的全部線程

   • 使用Condition控制線程通訊

     • 適用於使用Lock對象來同步的場景，Condition實例被綁定在一個Lock對象

     • Lock替代了同步方法或同步代碼塊，Condition替代了同步監視器的功能

     • await(),signal(),signalAll()

     • private final Lock lock=new ReentrantLock();

     • private final Condition cond=lock.newCondition();

     • cond.await()

     • cond.signalAll()

   • 使用阻塞隊列（BlockingQueue）控制線程通訊

     • add(E e), off(E e), put(E e)

     • remove(), poll(), take()

     • element(), peek()

   • ArrayBlockinQueue, LinkedBlockingQueue, PriorityBlockingQueue, SynchronousQueue, DelayQueue

   • BlockingQueue<Stirng> bq=new ArrayBlockingQueue<>(2);

     bg.put(「Java」)

2. 線程組(ThreadGroup)和未處理的異常

   • 程序能夠直接以組爲單位控制線程

   • 線程運行途中不能更改所屬線程組

   • ThreadGroup:activeCount(), interrupt(), isDaemon(), setDaemon(), setMaxPriority()

   • ThreadGroup內還定義了一個頗有用的方法：void uncaughtException(Thread t,Throwable e), 能夠處理線程組內任意線程所拋出的異常

   • 使用catch捕獲異常時，異常不會傳播給上一級調用者；可是使用異常處理器對異常進行處理後，異常依然會傳播給上一級調用者

3. 線程池

   • 當程序中須要建立大量生存期很短暫的線程時，應該考慮使用線程池。線程池在系統啓動時即建立大量空閒的線程

   • Java5實現的線程池

     • 返回一個ExecutorService對象，該對象表明一個線程池：newCachedThreadPool()newFixedThreadPool(int nThreads),newSingleThreadExecutor()

     • new ScheduledThreadPool(int corePoolSize),new SingleThreadScheduledExecutor()

     • 使用線程池來執行線程任務的步驟：

       1. 調用Executors類的靜態工廠方法來建立一個ExecutorService對象，該對象表明一個線程池；

       2. 建立Runnable實現類或Callable實現類的實例，做爲線程執行任務；

       3. 調用ExecutorService對象的submit()方法來提交Runnable實例或者Callable實例；

       4. 任務執行完畢，最後關閉線程池shutdown()。

   • Java7新增的ForkJoinPool

     • 充分利用多CPU，多核CPU的性能優點

     • 將一個任務拆分紅多個「小任務」並行計算，再把多個小任務的結果合併成總的計算結果

     • ForkJoinPool是ExecutorService的實現類，所以是一種特殊的線程池

     • 建立了ForkJoinPool實例以後，就能夠調用ForkJoinPool的submit(ForkJoinTask task)或者invoke(ForkJoinTask task)方法來執行指定任務了。其中ForkJoinTask表明一個能夠並行，合併的任務。ForkJoinTask是一個抽象類，它還有兩個抽象子類:RecursiveAction和RecursiveTask。其中RecursiveTask表明有返回值的任務，而RecursiveAction表明沒有返回值的任務。

4. 線程相關類

   • ThreadLocal類

     • 表明一個線程局部變量，經過把數據放在ThreadLocal中就可讓每一個線程建立一個該變量的副本

     • 在編寫多線程代碼時，能夠把不安全的整個變量封裝進ThreadLocal，或者把對象與線程相關的狀態使用ThreadLocal保存

     • ThreadLocal類與線程同步機制面向的問題領域是不一樣的

     • 若是多個資源之間須要共享資源，以實現線程通訊，則使用同步機制；若是僅僅只是隔離多個線程之間的衝突，則使用ThreadLocal

   • 包裝線程不安全的集合

     • 可使用Collections提供的靜態方法把這些集合包裝成線程安全的集合。

       1. <T> Collection<T> synchronizedCollections(Collection<T> c):返回指定collection對應的線程安全的collection；

       2. static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list)

       3. static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m)

       4. static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s)

       5. static <K,V> SortedMap<K,V> synchronizedSortedMap(SortedMap<K,V> m)

       6. static <T> SortedSet<T> synchronizedSortedSet(SortedSet<T> s)

     • 若是須要把某個集合包裝成線程安全的集合，則應該在建立以後當即包裝

       HashMap m=Collections.synchronizedMap(new HashMap());

   • 線程安全的集合類

     • java.util.concurrent包

     • 支持高效併發訪問的集合接口和實現類

       1. 以Concurrent開頭的集合類：支持併發訪問的集合

       2. 以CopyOnWrite開頭的集合類：適合讀取操做遠遠大於寫入操做的場景，如緩存等