Java併發編程實戰筆記(1)-線程安全簡介

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多線程簡介

進程出現的緣由

資源利用率

程序在等待操做執行完成的空檔，運行另外一個程序 提升資源利用率。

公平性

用戶對於計算機的使用權，經過粗粒度的時間分片 使得用戶和程序共享資源程序。

便利、效率性

一個任務分解多個子任務，必要時通訊共同完成任務。

異步事件的簡單處理

對於單線程而言，若是要高效處理多個操做，必須使用非阻塞IO，複雜且易錯，若是可以爲每一個請求分配線程將下降開發的難度

線程容許在同一個進程中同時存在多個程序控制流，線程會共享進程中的資源；每一個線程有各自的 程序計數器、棧、局部變量。同一個進程中的多個線程也能夠被同時調度到多個CPU上運行。

多線程的風險

安全性

對共享的可變的變量進行沒法預測順序的操做，將會形成與預期不一致的結果。

活躍性

某個操做沒法繼續進行下去：A線程佔有資源長時間不釋放,致使B線程沒法繼續操做

額外的性能開銷:

• 線程調度器,頻繁的上線文切換

• 線程共享數據/使用同步機制：抑制編譯器的優化、緩存失效、共享內存總線的同步流量

線程安全性

核心在於: 避免多線程同時訪問可變狀態

核心知識點

• 編寫線程安全代碼的核心在於:對共享 可變的狀態訪問操做進行管理
• 狀態能夠是數據,也能夠是其餘依賴的對象(好比HashMap自身或者Map.Entry對象)
• 存在多個線程訪問,多個線程修改,必須使用同步
• 線程安全類的定義: 多個線程訪問某個類時,類始終表現出正確的行爲

競態條件: 於不恰當的執行順序,而出現不正確的結果.

• 常見類型 "先檢查再執行"
• 經過原子性原理解決 ,好比 複合操做.
• concurrent包中包含了原子變量類.

加鎖機制

• 同步代碼塊將包括兩個部分: 一個做爲鎖的對象引用;一個做爲由這個鎖保護的代碼塊
• 正常路徑退出 和 拋出異常退出,都將釋放鎖

• 重入:線程獲取本身持有的鎖,請求會得到成功

  • 獲取鎖的操做粒度是 "線程",不是"調用"
  • 一種實現方法是爲每一個鎖關聯 一個計數器和一個全部者線程.
• 經過縮小同步代碼塊的範圍,能夠在性能和同步間找到平衡
• 一種常見的加鎖約定:經過將狀態封裝在對象內,經過同一個對象鎖,對狀態的讀寫訪問都添加鎖來確保安全

• 用同步來協調對一個變量的訪問

  • 在訪問這個變量的全部位置上都須要同步
  • 全部位置上都必須使用同一個鎖
  • 不只寫入須要,讀取也須要同步
• 當執行長時間計算和沒法快速完成的操做,時,必定不要持有鎖或者要設置定時鎖(Redisson)

活躍性和性能

• 經過縮小同步代碼塊的範圍來保持二者平衡