java多线程知识进阶

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synchronized关键字

对synchronized关键字的了解

synchronized块是Java提供的原子性内置锁，Java中的每个对象都可以将其当作一个同步锁来使用，Java内置的、使用者看不到的锁称为内部锁，也叫监视器锁。线程的执行代码在进入synchronized代码块前会自动获取内部锁，这时其他线程访问该代码块会被阻塞挂起。内置锁是排他锁，其他线程必须等待该线程释放锁后才能获取该锁。
另外，Java中的线程与操作系统的原生线程是一一对应的，当阻塞一个线程时，需要从用户态切换到内核态进行阻塞操作，这很耗时，而synchronized的使用会导致上下文切换。

如何使用该关键字

同步代码块之前，获取对同步监视器的锁定

该关键字的底层细节

进入synchronized块的内存语义是把synchronized块内使用到的变量从线程的工作内存中清除，这样synchronized块用到该变量时不会从线程的工作内存中获取，而是直接从主存中获取，退出synchronized块是把synchronized块内的共享变量的修改刷新到主存中。

synchronized与 ReentrantLock 关键字的区别

volatile关键字

java内存模型

volatile与synchronized的区别

使用锁会带来线程上下文切换的问题，影响效率。java提供volatile关键字，这是一种弱形式的同步，可以确保一个变量的更新对其他变量可见。当一个变量被声明为volatile时，线程在写入变量时会将值刷新回主内存。当其他线程读取该共享变量时，从主内存中获取最新值。

ThreadLocal

简介

ThreadLocal是JDK提供的工具类，它提供了线程本地变量。当创建ThreadLocal变量时，访问这个变量的每个线程都会有这个变量的本地副本，当多个线程操作这个变量时，实际上操纵的是变量的本地副本，从而避免了线程安全问题。

原理

如图所示，Thread类有threadLocals和inheritableThreadLocals，都属于ThreadLocalMap类型的变量，ThreadLocalMap为定制化的HashMap。默认两个变量为null。ThreadLocal类型的本地变量存放在具体的线程内存空间中。ThreadLocal为工具壳，通过set方法把value值放入调用线程的threadLocals中存放起来，当调用get时再拿出来使用。不需要使用本地变量时，调用ThreadLocal的remove方法从线程的threadLocals中删除本地变量。
threadLocals设计为map结构是为了关联多个threadLocal变量。

线程池

为什么使用线程池

线程池在创建时就创建了大量的空闲的线程，程序将Runnable或Callable对象传递给线程池时，线程池启动一个线程来完成Run或call任务，完成后线程不死亡，而是返回线程进入空闲状态。等待下一个runnable对象的run（）方法和call（）方法。

1. 执行大量的异步任务时能提供比较好的性能，线程的创建开销很大，线程池内线程可以复用
2. 线程池提供了一种资源限制和管理的手段，可以有效地控制系统中并发线程的数量。

实现Runnable和Callable的区别

通过继承Thread类或实现Runnable、callable接口都可以实现多线程，Runnable与callable接口的方式基本上相同，Callable接口定义的方法里有返回值，可以声明抛出异常。

使用Runnable和Callable接口的好处

1. 线程类只是实现了接口，还可以集成其他的类
2. 多个线程可以共享同一个target对象，适合多个线程处理同一份资源的情况。
3. 需要访问当前线程时，需要使用Thread.currentThread（）方法