多线程并发主要知识点清单总结

多线程并发涉及到的知识很多,这里总结了一些主要的清单和重点内容。

总览图

算是总结的知识总览图,因为相关知识较多用来增加记忆,如下图:


内存模型

主内存与工作内存关系、数据转换;重排序、原子性、内存可见性这三个方面维护,happens-before规则保证可见性;

synchronized:锁对象,在Java对象头中包含一个标志,标志对象是否被锁。JDK对synchronize进行了优化,主要包含锁升级过程、锁消除、锁粗化;

volatile:保证内存的可见性;

并发基础

CAS:Compare And Swap,比较并且交换,是实现并发包中那些类的最基础、最核心的理论;

AbstractQueuedSynchronizer:同步器,实现并发类的核心基础组件,实现了管理同步相关的方法,其他同步类只需要在它的基础上进行扩展实现自己的同步功能;

锁以及工具

ReentrantLock:可重入锁,注意与Synchronized的比较

ReentrantReadWriteLock:读写锁,内部实现两把锁读锁可共享、写锁是独占锁;

Condition:Lock 提供条件Condition,对线程的等待、唤醒操作更加详细和灵活;

CyclicBarrier:栅栏,线程到达指定地点后阻塞,直到最后一个线程到达,然后一起继续;

CountDownLatch:闭锁,是一个或多个线程等待某些线程完成后在继续执行;

Semaphore:限制访问的数量,超过数量的访问等待,知道其他线程释放;

原子变量

基本类型类:AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong;

数组:AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray;

引用类型:AtomicReference、AtomicReferenceFieldUpdater、AtomicMarkableReference;

字段类:AtomicIntegerFieldUpdater、AtomicLongFieldUpdater、AtomicStampedReference;

并发集合

ConcurrentHashMap:CAS + Synchronized 来保证并发更新的安全,底层采用数组+链表/红黑树的存储结构,主要注意1.8 与 1.7的区别,后面详细总结。

ConcurrentLinkedQueue:基于链接节点的无边界的线程安全队列,采用FIFO原则对元素进行排序,内部采用CAS算法实现

ConcurrentSkipListMap:第三种key-value数据结构:SkipList(跳表);

阻塞队列

ArrayBlockingQueue:一个由数组实现的FIFO有界阻塞队列;

LinkedBlockingQueue:基于链接,无界的FIFO阻塞队列;

PriorityBlockingQueue:支持优先级的无界阻塞队列;

DelayQueue:支持延时获取元素的无界阻塞队列;

SynchronousQueue:一个没有容量的阻塞队列;

LinkedTransferQueue:链表组成的的无界阻塞队列;

LinkedBlockingDeque:由链表组成的双向阻塞队列;


线程池

优势:1、重复利用线程避免创建、销毁线程造成的资源消耗;2、执行任务的线程在线程池中提前存活,任务过来及时响应,较少创建线程的过程,提高响应速度;3、统一分配、调优、监控线程,达到可控的效果。

关键类:

Executors:提供了一系列静态方法,主要返回创建线程池相关的类比如ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory 、Callable等。

ThreadPoolExecutor:线程池类,主要7个关键参数组成不同类型线程池,关键参数详解如下:

corePoolSize:线程池中核心线程的数量,可以理解为线程池中最小数量;

maximumPoolSize:线程池中允许的最大线程数;

keepAliveTime:线程空闲时间,当一个线程空闲超过这个时间,并且线程池线程数超过了核心线程数,这个线程将被回收;

workQueue:保存等待执行任务的阻塞队列;

threadFactory:创建线程的工厂,可以自定义工厂,创建自定义线程;

Handler:拒绝策略,主要分4种直接抛出异常、调用者执行、丢弃当前任务、丢弃最旧任务;

线程池主要分类:newFixedThreadPool(corePoolSize=maximumPoolSize,固定数量线程池)、newCachedThreadPool(corePoolSize=0,maximumPoolSize=Integer.MAX_VALUE,根据需求无限扩展线程数的线程池)、newSingleThreadExecutor(corePoolSize=maximumPoolSize=1,单例线程池);

总结

多线程并发相关的知识点还有很多,这里列出了大概主要的知识点,作为后面学习的主要方向,针对每个点都有许多需要去深入学习。

Java程序员日常学习笔记,如理解有误欢迎各位交流讨论! 

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