三木之注意事项基础--并发、多线程问题
volatile
volatile的作用：volatile变量进行读时，会有一个主内存到工作内存到拷贝动作，进行写后，会有一个工作内存刷新主内存到动作。
（即：即时刷新变量的值，主内存<==>私有内存，保证线程之间可见，但不保证原子性）
原子操作类AtomicInteger
保证线程安全
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0); //加上static转全局变量
atomicInteger.incrementAndGet();// 加一
atomicInteger.decrementAndGet();//减一
ThreadLocal
public class Member {
public int count=0;
public static ThreadLocal threadLocal=new ThreadLocal(){
@Override
protected Integer initialValue() {
// TODO Auto-generated method stub
return 0;
}
};
public String getcount(){
count=threadLocal.get()+1;
threadLocal.set(count);
return count+"";
}
}
public class ThreadLockTest {
public static void main(String[] args) {
Member member = new Member();
MemberVo memberVo1 = new MemberVo(member);
MemberVo memberVo2 = new MemberVo(member);
MemberVo memberVo3 = new MemberVo(member);
memberVo1.start();
memberVo2.start();
memberVo3.start();
}
}
class MemberVo extends Thread{
private Member member;
MemberVo(Member member){
this.member=member;
}
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<3;i++){
System.out.println("ThreadName:"+currentThread().getName()+"||"+"member:"+member.getcount());
}
}
}
原理：各个线程的私有内存取变量主内存的值，然后用ThreadLocalMap形式
Vector与ArrayList区别
Vector线程安全（其中Add方法源 带锁 synchronized）、ArrayList线程不安全（效率高）
实现原理都是通过数组来实现，效果都是--查询速度快，增删改速度慢
CopyOnWriteArrayList
添加、删除加锁，查询不加锁（但使用volatile可保证数据准确性）
HashTable与HashMap、ConcurrentHashMap区别
HashTable线程安全，HashMap线程不安全、ConcurrentHashMap线程安全。
HashTable：基本所有的方法都带锁，线程安全，效率太低。
HashMap：不带锁，不安全，但效率高。
ConcurrentHashMap：带锁（分为16个不同的锁），线程安全，且效率高。（推荐使用）
其中：ConcurrentHashMap内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分，每个段其实就是一个
小的HashTable,它们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并
发进行。把一个整体分成了16个段(Segment.也就是最高支持16个线程的并发修改操作。
这也是在重线程场景时减小锁的粒度从而降低锁竞争的一种方案。并且代码中大多共享变
量使用volatile关键字声明，目的是第一时间获取修改的内容，性能非常好。
CountDownLatch、CyclicBarrier和 Semaphore
CountDownLatch：
CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下，利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A，它要等待其他2个任务执行完毕之后才能执行，此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。
public class Test002 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println("等待子线程执行完毕...");
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2); //设置总值
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("子线程," + Thread.currentThread().getName() + "开始执行...");
countDownLatch.countDown();// 每次减去1
System.out.println("子线程," + Thread.currentThread().getName() + "结束执行...");
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("子线程," + Thread.currentThread().getName() + "开始执行...");
countDownLatch.countDown();
System.out.println("子线程," + Thread.currentThread().getName() + "结束执行...");
}
}).start();
countDownLatch.await();// 调用当前方法主线程阻塞 countDown结果为0, 阻塞变为运行状态
System.out.println("两个子线程执行完毕....");
System.out.println("继续主线程执行..");
}
}
CyclicBarrier：
CyclicBarrier初始化时规定一个数目，然后计算调用了CyclicBarrier.await()进入等待的线程数。当线程数达到了这个数目时，所有进入等待状态的线程被唤醒并继续。
CyclicBarrier就象它名字的意思一样，可看成是个障碍， 所有的线程必须到齐后才能一起通过这个障碍。
CyclicBarrier初始时还可带一个Runnable的参数， 此Runnable任务在CyclicBarrier的数目达到后，所有其它线程被唤醒前被执行。
class Writer extends Thread {
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier){
this.cyclicBarrier=cyclicBarrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + ",正在写入数据");
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + ",写入数据成功.....");
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (Exception e) {
}
System.out.println("所有线程执行完毕..........");
}
}
public class Test001 {
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(5);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Writer writer = new Writer(cyclicBarrier);
writer.start();
}
}
}
Semaphore（信号量，可以控同时访问的线程个数）：
Semaphore是一种基于计数的信号量。它可以设定一个阈值，基于此，多个线程竞争获取许可信号，做自己的申请后归还，超过阈值后，线程申请许可信号将会被阻塞。Semaphore可以用来构建一些对象池，资源池之类的，比如数据库连接池，我们也可以创建计数为1的Semaphore，将其作为一种类似互斥锁的机制，这也叫二元信号量，表示两种互斥状态。它的用法如下：
availablePermits函数用来获取当前可用的资源数量
wc.acquire(); //申请资源 ，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待
wc.release();// 释放资源 ，release() 释放一个许可。
// 创建一个计数阈值为5的信号量对象
// 只能5个线程同时访问
Semaphore semp = new Semaphore(5);
try {
// 申请许可
semp.acquire();
try {
// 业务逻辑
} catch (Exception e) {
} finally {
// 释放许可
semp.release();
}
} catch (InterruptedException e) {
} 案例:
需求: 一个厕所只有3个坑位，但是有10个人来上厕所，那怎么办？假设10的人的编号分别为1-10，并且1号先到厕所，10号最后到厕所。那么1-3号来的时候必然有可用坑位，顺利如厕，4号来的时候需要看看前面3人是否有人出来了，如果有人出来，进去，否则等待。同样的道理，4-10号也需要等待正在上厕所的人出来后才能进去，并且谁先进去这得看等待的人是否有素质，是否能遵守先来先上的规则。
代码:
class Parent implements Runnable {
private String name;
private Semaphore wc;
public Parent(String name,Semaphore wc){
this.name=name;
this.wc=wc;
}
@Override
public void run() {
try {
// 剩下的资源(剩下的茅坑)
int availablePermits = wc.availablePermits();
if (availablePermits > 0) {
System.out.println(name+"天助我也,终于有茅坑了...");
} else {
System.out.println(name+"怎么没有茅坑了...");
}
//申请茅坑 如果资源达到3次，就等待
wc.acquire();
System.out.println(name+"终于轮我上厕所了..爽啊");
Thread.sleep(new Random().nextInt(1000)); // 模拟上厕所时间。
System.out.println(name+"厕所上完了...");
wc.release();
} catch (Exception e) {
}
}
}
public class TestSemaphore02 {
public static void main(String[] args) {
// 一个厕所只有3个坑位，但是有10个人来上厕所，那怎么办？假设10的人的编号分别为1-10，并且1号先到厕所，10号最后到厕所。那么1-3号来的时候必然有可用坑位，顺利如厕，4号来的时候需要看看前面3人是否有人出来了，如果有人出来，进去，否则等待。同样的道理，4-10号也需要等待正在上厕所的人出来后才能进去，并且谁先进去这得看等待的人是否有素质，是否能遵守先来先上的规则。
Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
for (int i = 1; i <=10; i++) {
Parent parent = new Parent("第"+i+"个人,",semaphore);
new Thread(parent).start();
}
}
}
LinkedBlockingQueue
(链接：java多线程之线程安全队列LinkedBlockingQueue)
1、LinkedBlockingQueue 是线程安全的，实现了先进先出的特性
2、BlockingQueue提供了以下几个方法:
add 增加一个元索 如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
remove 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
element 返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满，则返回false
poll 移除并返问队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
peek 返回队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
put 添加一个元素 如果队列满，则阻塞
take 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则阻塞
线程池
第一：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
第三：提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源，
还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一分配、调优和监控。但是，要做到合理利用
线程池，必须对其实现原理了如指掌。
newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。