java多线程编程（一）

java多线程编程(一)

              基本实现方式及同步原理

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三种实现方式：

1、继承Thread

Thraad 实现 Runable 源码中的表现：
public Thread(Runnable target) {
    init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}

2、实现Runable

这是Runable的源码所以Runable需要重写run方法

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    /**
     * When an object implementing interface Runnable is used
     * to create a thread, starting the thread causes the object's
     * run method to be called in that separately executing
     * thread.
     * 

     * The general contract of the method run is that it may
     * take any action whatsoever.
     *
     * @see     java.lang.Thread#run()
     */
    public abstract void run();
}

3、接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程

特点：可以返回值

public class FutureTask implements RunnableFuture 
public interface RunnableFuture extends Runnable, Future {
使用Callable方式，需要Futertask的支持

    public FutureTask(Callable callable) {
    if (callable == null)
        throw new NullPointerException();
    this.callable = callable;
    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}

注意：

并行不一定比串行快：
因为线程有创建上下文切换的开销


这个事有一个小故事我当时学了python分布式爬虫之后总觉的多线程比单线程快，一次在图书馆见了大佬，大佬正在爬数据说有点慢，我于是想表现机会来了，就和大佬说用分布式啊！大佬瞟了我一眼说好，现在想起来总是觉得尴尬，大家一定记得学东西要学扎实了，不要像我一样丢人现眼。

并发编程可以用到的小工具：

使用：

Lmbench可以测量上下文切换的时长
vmstat 可以测量上下文切换的次数
jstack 命令dump线程信息

怎么减少上下文切换：

1、无锁并发编程
2、CAS算法
3、使用最少线程和使用协程

死锁：

避免死锁的几种常见方法：
1、避免一个线程同时获取多个锁
2、避免一个线程在锁内同时占用多个资源
3、尝试使用定时锁，使用lock.tryLock(timeout)来替代使用内部锁机制。
4、对于数据库锁，加锁和解锁必须在一个数据库连接里，负责会出现解锁失败的情况。

资源闲置的挑战：

1、什么是资源限制
资源闲置是指在进行并发编程时，程序的执行受限于计算机硬件资源或软件资源。
在进火车站时，只有四个安检员，但是开了十个口，也不会变成十个人同时接受安检。

2、资源限制引发的问题：
在并发编程中，将代码执行速度加快的原则是将代码中执行的部分变成并发执行，如果受制与资源，仍然在串行执行
不仅不会提高速度还会变慢。

3、如何解决？
集群解决
使用资源池将资源复用

4、在资源限制情况下进行并发编程？
根据不同的资源限制调整程序的并发度

java并发机制的底层实现原理

java代码 ----》编译后-----》java字节码 ----》类加载器----》JVM中
----》执行字节码----》汇编指令

同步的实现方式：

1、
volatile

是轻量级的synchronized，在多处理器开发中保证了共享变量的“可见性”。
可见性：当一个线程修改一个共享变量时，另外一个线程可以读到这个修改的值。
它比syncheonized的使用和执行成本更低，因为它不会引起线程调度和上下文切换和调度

cpu术语定义：

内存屏障：是一组处理指令，用于实现对内存操作的顺序限制
缓冲行：缓冲中可以分配的最小存储单位。处理器填写缓冲线时会加载整个缓冲线，需要使用多个主内存读周期
原子操作：不可中断的一个或者一系列操作
缓冲行填充：当处理器识别到从内存中读取操作数是可缓冲的，处理器读取整个缓冲行到适当的缓冲
缓冲命中：如果进行高速缓冲进行填充操作的内存位置仍然是下次处理器访问的地址时，处理器从缓存中读取操作数而不是从内存中读取。
写命中：当处理器操作数写回到一个内存缓存区域时，它首先会检查这个缓存的内存地址是否在缓存行中，如果
存在一个有效的缓存行，则处理器将这个操作数写回到缓存，而不是写回到内存，这个操作被称为写命中。
写缺失：一个有效的缓存行被写入到不存在的内存区域

有volatile变量修饰的共享变量进行写操作的时候会多处第二行汇编代码：

Lock前缀的指令在多核处理器下会引发了两件事：
1、将当前处理器缓冲行数据写回到系统内存。
Lock前缀指令导致在执行指令期间，声言处理器的LOCK#信号。在多处理环境中，LOCK#信号确保在声音该信号期间，处理器可以独占任何共享内存。
	
2、这个写回内存的操作会使在其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效

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