多线程与并发

目录

    • 1 进程和线程的区别
      • 1.1 进程和线程的由来
      • 1.2 区别
    • 2 start() 和 run()区别
    • 3 Thread 和 Runnable区别
    • 3 run方法传参和处理线程返回值
      • 3.1传参
      • 3.2 处理线程返回值
    • 4 sleep 和 wait 的区别
    • 5 notify 和 notifyall区别
      • 5.1 锁池、等待池
      • 5.2 区别
      • 5.3 yield
    • 6 中断线程
    • 7 线程状态及它们的切换
    • 8 synchronized
      • 8.1 用法
      • 8.2 synchronized 的底层实现原理
      • 8.3 自旋锁
      • 8.4 锁消除和锁粗化
        • synchronized的四种状态
      • synchronized 和 ReentrantLock(再入锁)区别
    • 9 线程池
      • 9.1 五种线程池
      • 9.2 为什么要使用线程池

1 进程和线程的区别

1.1 进程和线程的由来

多线程与并发_第1张图片

1.2 区别

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总结
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2 start() 和 run()区别

创建一个测试用例
run():
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start():
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通过上面两种情况,我们能够知道,run方法不会创建一个新线程。start方法会创建一个新线程。可以看看openjdk的源码
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3 Thread 和 Runnable区别

查看源码发现,Runnable只有run方法,所以只通过它是无法实现多线程的(需要依赖Thread中的start方法才能实现多线程)。
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区别:
Thread是实现了Runnable接口的类,能够支持多线程
由于java单一继承的原则(线程类继承了Thread就无法继承别的了),一般使用Runnable接口。

3 run方法传参和处理线程返回值

3.1传参

三种传参方法

3.2 处理线程返回值

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1.主线程等待法
等待子线程返回值后才停止sleep。缺点主线程等待的时间不好计算(如下面等待100毫秒)
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使用join()阻塞主线程
子线程使用join方法阻塞主线程的执行。
缺点:在多个线程的时候无法做到精确控制。
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通过Callable接口实现,使用FutroeTask 或者 线程池
FutureTask方法
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使用线程池,MyCallable类和上面一样(优点:可以让线程池并发执行结果)。注意要关闭线程池。
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4 sleep 和 wait 的区别

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5 notify 和 notifyall区别

5.1 锁池、等待池

  • 锁池:假设线程A已经拥有了某个对象(注意:不是类)的锁,而其它的线程想要调用这个对象的某个synchronized方法(或者synchronized块),由于这些线程在进入对象的synchronized方法之前必须先获得该对象的锁的拥有权,但是该对象的锁目前正被线程A拥有,所以这些线程就进入了该对象的锁池中。

  • 等待池:假设一个线程A调用了某个对象的wait()方法,线程A就会释放该对象的锁(因为wait()方法必须出现在synchronized中,这样自然在执行wait()方法之前线程A就已经拥有了该对象的锁),同时线程A就进入到了该对象的等待池中。

5.2 区别

notifyall:会让该对象的等待池中的线程就会全部进入该对象的锁池中,准备争夺锁的拥有权。
notify:仅仅有一个处于该对象的等待池中的线程(随机)会进入该对象的锁池.

5.3 yield

一个调用yield()方法的线程告诉虚拟机它乐意让其他线程占用自己的位置。这表明该线程没有在做一些紧急的事情。注意,这仅是一个暗示,并不能保证不会产生任何影响。(并且不会对锁行为造成任何影响)

6 中断线程

线程停止有四种种情况:
1.run运行结束
2.异常退出
3.stop强制中止,这个不推荐使用,存在风险,比如说扫尾清理工作未完成,关闭资源未完成 就退出了。
4.interrupt方法中断线程, 需要主动编码配合,写中断逻辑,但是可控。
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例如:

public class InterruptDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable interruptTask = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int i = 0;
                try {
                    //在正常运行任务时,经常检查本线程的中断标志位,如果被设置了中断标志就自行停止线程
                    while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                        Thread.sleep(100); // 休眠100ms
                        i++;
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " (" + Thread.currentThread().getState() + ") loop " + i);
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    //在调用阻塞方法时正确处理InterruptedException异常。(例如,catch异常后就结束线程。)
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " (" + Thread.currentThread().getState() + ") catch InterruptedException.");
                }
            }
        };
        Thread t1 = new Thread(interruptTask, "t1");
        System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is new.");

        t1.start();                      // 启动“线程t1”
        System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is started.");

        // 主线程休眠300ms,然后主线程给t1发“中断”指令。
        Thread.sleep(300);
        t1.interrupt();
        System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted.");

        // 主线程休眠300ms,然后查看t1的状态。
        Thread.sleep(300);
        System.out.println(t1.getName() +" ("+t1.getState()+") is interrupted now.");
    }
}

执行结果
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7 线程状态及它们的切换

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8 synchronized

线程安全诱因
存在可变的共享数据,并且同时有多条线程共同操作这些资源
解决问题的根本方法:在同一时刻有且只有一个线程在操作共享数据,其它线程必须等待该线程处理完zhihou再对恭共享数据进行操作

互斥锁的特性
多线程与并发_第20张图片

8.1 用法

synchronized锁的不是代码而是对象。
根据获取锁的分类可分为:获取对象锁和获取类锁

获取对象锁的2种方法

  • 一般一个对象锁是对一个非静态成员变量进行synchronized修饰,例如synchronized(this)
  • 对一个非静态成员方法进行synchronized进行修饰

以上两种锁的都是对象,若对象是同一个那么他们是互斥的。
例如:


1 void myMethod(){
 2     synchronized(this){
 3         //code
 4     }
 5 }
 6 
 7 /*is equvilant to*/
 8 void synchronized myMethod(){
 9     //code
10 }

获取类锁的2种方法

  • 同步代码块(synchronized(类.class))
  • 同步静态方法(synchronized static method)锁的是当前对象的类对象

总结
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8.2 synchronized 的底层实现原理

实现synchronized的基础

  • java对象头
  • monitor
    对象头
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    Mark Word中具有指向锁的引用比如指向重量锁monior的
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8.3 自旋锁

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8.4 锁消除和锁粗化

锁消除
JIT编译时,对向上下文进行扫描,去除不可能存在竞争的锁
锁粗化
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synchronized的四种状态

在这里插入图片描述多线程与并发_第28张图片
多线程与并发_第29张图片
多线程与并发_第30张图片

synchronized 和 ReentrantLock(再入锁)区别

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9 线程池

9.1 五种线程池

使用Executor创建
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ForkJoinPoll
多线程与并发_第33张图片

9.2 为什么要使用线程池

降低资源消耗、提高线程的可管理性。

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