《Java并发编程之美》学习笔记（一）：基础知识
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什么是进程？
进程是系统进行资源分配和调度的基本单位。一个进程中至少有一个线程，进程中的多个线程共享进程的资源。
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什么是线程？
线程是进程中的一个实体，操作系统在分配资源时是把资源分配给进程的， 但是CPU 资源比较特殊， 它是被分配到线程的， 因为真正要占用CPU 运行的是线程， 所以也说线程是CPU 分配的基本单位。
进程与线程的关系如下图：
1. 线程共享内存：堆和方法区
Java堆存放：new对象
方法区存放：JVM加载的class类，常量，静态变量（jdk 1.8中移除了方法区，用元数据区）
2.线程私有内存：程序计数器，本地方法栈，栈
程序计数器：用来记录线程当前要执行的指令地址。由于CPU使用时间片轮转的方式让线程轮询占有的，所以当时间片用完后，线程要让出CPU，等下次轮转到自己的时候在继续执行，这个时候就需要程序计数器记录上一次执行的位置。另外需要注意的是，如果执行的是native方法，那么pc计数器记录的是undefined 地址，只有执行的是Java 代码时pc计数器记录的才是下一条指令的地址。
本地方发栈：java调用内部非java语言开发库的接口，一般是c++；
java栈存放：局部变量，调用栈帧，方法出口
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创建线程的方式
1.实现Runnable接口
class RunnableTask implements Runnable2.继承Thread类
class TestExtendsThread extends Thread3.实现Callable
class CallableTask implements Callable-
线程通知与等待
Java 中的Object 类是所有类的父类，鉴于继承机制， Java 把所有类都需要的方法放到了Object 类里面，其中就包含本节要讲的通知与等待系列函数。
1.wait()： 当一个线程调用一个共享变量的wait()方法时，会阻塞挂起当前线程，直到发生其他线程调用该共享变量的notify()或者notifyAll()f方法，或者其他线程调用了该线程的interrupt() 中断方法，该线程会抛出InterruptedException异常返回。
另外需要注意的是，如果调用wait()方法的线程没有事先获取该对象的监视器锁，则调用wait ()方法时调用线程会抛出IllegalMonitorStateException 异常。
一个线程如何获取一个共享变量的监控器锁呢？
（1）. 使用 synchronized同步代码块时，共享变量作为参数：synchronized （共享变量）｛}
（2）.使用synchronized修饰方法：synchronized void add ( int a , int b ) {}
2.wait(long time)
3.wait(long timeout, int nanos)函数
4. notity() 一个线程调用共享对象的notify()方法后，会唤醒一个在该共享变量上调用wait 系列方法后被挂起的线程。一个共享变量上可能会有多个线程在等待，具体唤醒哪个等待的线程是随机的。
类似wait 系列方法，只有当前线程获取到了共享变量的监视器锁后，才可以调用共享变量的notify() 方法，否则会抛出llegalMonitorStateException 异常。
5.notityAll() 会唤醒所有在该共享变量上由于调用wait 系列方法而被挂起的线程。一个需要注意的地方是，在共享变量上调用notifyAll()方法只会唤醒调用这个方法前调用了wait 系列函数而被放入共享变量等待集合里面的线程。如果调用notifyAll()方法后一个线程调用了该共享变量的wait() 方法而被放入阻塞集合， 则该线程是不会被唤醒的。
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其他方法
1. join() 阻塞自己，等待其他线程执行完成，主函数线程阻塞自己，等待子线程执行完毕后，才继续执行自己。
2. sleep(long time) Thread 类中有一个静态的s leep 方法，当一个执行中的线程调用了Thread 的sleep 方法后，调用线程会暂时让出指定时间的执行权；但该线程所拥有的监视器资源，比如锁还是持有不让出的。
指定的睡眠时间到期后，线程就处于就绪状态，然后参与CPU 的调度，获取到CPU 资源后就可以继续运行了。如果在睡眠期间其他线程调用了该线程的interrupt()方法中断了该线程，则该线程会在调用sleep 方法的地方抛出IntermptedException 异常而返回。
3.yield() Thread 类中有一个静态的yield 方法，当一个线程调用yield 方法时，实际就是在暗示线程调度器当前线程请求让出自己的CPU 使用，但是线程调度器可以无条件忽略这个暗示。
当一个线程调用yield 方法时， 当前线程会让出CPU 使用权，然后处于就绪状态，线程调度器会从线程就绪队列里面获取一个线程优先级最高的线程，当然也有可能会调度到刚刚让出CPU 的那个线程来获取CPU 执行权。
总结： sleep 与yield 方法的区别在于，当线程调用sleep 方法时调用线程会被阻塞挂起指定的时间，在这期间线程调度器不会去调度该线程。而调用yield 方法时，线程只是让出自己剩余的时间片，并没有被阻塞挂起，而是处于就绪状态，线程调度器下一次调度时就有可能调度到当前线程执行。
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线程中断方法
1.void interrupt() 中断线程，例如，当线程A 运行时，线程B 可以调用钱程A的interrupt（） 方法来设置线程A 的中断标志为true 并立即返回。设置标志仅仅是设置标志， 线程A 实际并没有被中断， 它会继续往下执行。如果线程A 因为调用了wait 系列函数、join 方法或者sleep 方法而被阻塞挂起，这时候若线程B 调用线程A 的interrupt（） 方法，线程A 会在调用这些方法的地方抛出InterruptedException 异常而返回。
2.boolean isinterrupted（） 方法： 检测当前线程是否被中断，如果是返回true ， 否则返回false
3.static boolean interrupted（） 方法： 检测当前线程是否被中断， 如果是返回true ， 否则返回false 。
interrupted与islnterrupted 不同的是，该方法如果发现当前线程被中断， 则会清除中断标志。
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什么是线程上下文切换？
在多线程编程中，线程个数一般都大于CPU 个数，而每个CPU 同一时一刻只能被一个线程使用，为了让用户感觉多个线程是在同时执行的， CPU 资源的分配采用了时间片轮转的策略，也就是给每个线程分配一个时间片，线程在时间片内占用CPU 执行任务。当前线程使用完时间片后，就会处于就绪状态并让出C PU 让其他线程占用， 这就是上下文切换。
这个时候就用到程序计数器了，保存自己执行现场，等待下次分配时间后，继续执行。上下文切换会造成线程阻塞挂起和再次调度的性能消耗。线程上下文切换时机有： 当前线程的CPU 时间片使用完处于就绪状态时，当前线程被其他线程中断时。
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什么是线程死锁？
死锁是指两个或两个以上的线程在执行过程中，因争夺资源而造成的互相等待的现象，在无外力作用的情况下，这些线程会一直相互等待而无法继续运行下去。
（1）造成死锁的四个必要条件：
1.互斥等待：共享资源只能被一个线程持有，其他线程只能等待该资源被释放，此时其他线程处于阻断挂起状态。
2.请求并持有条件：一个线程自己已经持有一个共享资源，但是又需要请求被其他线程持有的资源，此时该线程只能等待别人释放资源。但是在阻塞等待的同时，不会释放自己已经持有的资源。
3.不可剥夺条件：指线程获取到的资源在自己使用完之前不能被其他线程抢占， 只有在自己使用完毕后才由自己释放该资源。
4.环路等待条件：指在发生死锁时， 必然存在一个线程资源的环形链， 即线程集合{TO , T1， T2 ，…， Tn ｝中的TO 正在等待一个Tl 占用的资源， Tl 正在等待T2 占用的资源，……Tn 正在等待己被TO 占用的资源。
（2）如何避免死锁？
目前只有请求并持有和环路等待条件是可以被破坏的。造成死锁的原因其实和申请资源的顺序有很大关系， 使用资源申请的有序性原则就以避免死。线程A 获取资源的顺序为，锁1，锁2，线程B也按锁1，锁2的顺序申请锁。所以资源的有序性破坏了资源的请求并持有条件和环路等待条件， 因此避免了死锁。
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什么是守护线程和用户线程？
（1）daemon 线程（守护线程〉
在JVM内部同时还启动了好多守护线程， 比如垃圾回收线程
（2）user 线程（用户线程）
在JVM 启动时会调用main 函数， main 函数所在的钱程就是一个用户线程
（3）用户线程和守护线程的区别是什么？
当最后一个用户线程结束时， JVM会正常退出，不会关心当前有没有守护线程；也就是说守护线程是否结束并不影响JVM 的退出。
设置线程为守护线程：thread.setDaemon(true);
main 线程运行结束后， JVM会自动启动一个叫作DestroyJavaVM 的线程， 该线程会等待所有用户线程结束后终止JVM 进程
总结： 如果你希望在主线程结束后JVM 进程马上结束，那么在创建线程时可以将其设置为守护线程，如果你希望在主线程结束后子线程继续工作，等子线程结束后再让口JVM 进程结束，那么就将子线程设置为用户线程。
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ThreadLocal
多线程访问同一个共享变量时特别容易出现并发问题，特别是在多个线程需要对一个共享变量进行写入时。为了保证线程安全，一般使用者在访问共享变量时需要进行适当的同步。其一，加锁。
ThreadLocal 是JDK 包提供的，它提供了线程本地变量，也就是如果你创建了一个ThreadLocal 变量，那么访问这个变量的每个线程都会有这个变量的一个本地副本。当多个线程操作这个变量时，实际操作的是自己本地内存里面的变量，从而避免了线程安全问题。创建一个ThreadLocal 变量后，每个线程都会复制一个变量到自己的本地内存。
注意：同一个ThreadLocal 变量在父线程中被设置值后， 在子线程中是获取不到的。因为在子线程thread 里面调用get 方法时当前线程为thread 线程，而这里调用set 方法设置线程变量的是main 线程，两者是不同的线程，自然子线程访问时返回null。
为了解决ThreadLocal不能继承问题， InheritableThreadLocal 应运而生。InheritableThreadLocal继承自ThreadLocal ， 其提供了一个特性，就是让子线程可以访问在父线程中设置的本地变量。
以上内容来自（翟陆续-java并发编程之美）的学习笔记。写此篇文章的目的，一是加深记忆，二是日后复习。