Java并发基础

一. 同步器

1. synchronized

• 互斥锁, 可重入锁（锁标志位+n）,非公平锁
• 保证原子性、可见性
• 锁定的是堆中的对象，锁定this对象、Class对象.避免锁定对象改变
• 写加锁，读不加锁=》脏读
• 死锁。四大条件同时成立时
• 异常时锁会自动释放
• 不要用字符串常量作锁定对象

String s1 = "a";
String s2 = "a";
synchronized(s1)
syschronized(s2)
s1 s2则时同一把锁

2. volatile

• 保证可见性、不保证原子性
• JMM原理
• 效率高，特殊场景使用

3. 原子类

• AtomicInteger、AtomicBoolean AtomicReference等等
• CAS实现
• 代替简单的基本数据类型操作:(i++)
• 多个原子方法组合不具备原子性
• 比synchronized高效
• 具有可见性

4. wait、notify/notifyAll

• wait会释放锁，notify不会释放锁

5. CountDownLatch

• CountDownLatch（n）指定门闩锁定次数
• countDownLatch = 0释放锁
• latch.wait
• latch.countDown

6. ReentrantLock

• 重入锁
• 可以tryLock,可选超时参数
• 被打断锁,在lock.lockInterruptibly()时
• 可指定为公平锁:new ReentrantLock(true),默认不公平

7. Lock Condition

• await、signal/signalAll

ThreadLocal

• 线程间变量不相互影响,维护各自变量副本
• 造成内存泄漏: ThreadLocal变量未清除,确保使用完remove()

二. 并发容器

单例模式

• 线程安全的单例模式
  a. 内部类实现(不加锁,懒加载)
  b. 双锁检测(DCL)

1. 普通容器Set/Map(线程不安全)

HashSet
HashMap
TreeMap
LinkedHashMap
...

2. 并发量一般容器Set/Map

HashTable(锁住整个容器)
Collections.synchronizeXXX(将未加锁容器包装成加锁容器)
...

3. 高并发容器 Set/Map

• ConcurrentHashMap (分段锁 16段)
• ConcurrentSkipListMap 排序

List

1. 线程不安全

• ArrayList
• LinkedList
• ...

2. 并发量一般

• Collections.synchronizeXXX

3. 高并发

• CopyOnWriteArrayList 读多写少

Queue(Deque 双端队列)

1. 并发队列

• ConcurrentLinkedQueue

2. 阻塞队列

put时满了阻塞,take时空了阻塞

• LinkedBlockingQueue
• ArrayBlockingQueue
• TransferQueue
  调用transfer()时,生产者直接发送给消费者
• SynchronusQueue
  容量为0的TransferQueue,必须有消费者消费

3. 延迟队列

DelayQueue 等待时间长的先取出(适合定时任务)

三. 线程池

基础

• Executor
• ExecutorService submit()
• Executors
• Callable =有返回值的Runnable
• FurtherTask 包装Callable
• Further泛型接口 接收返回值get方法阻塞
• ThreadPoolExecutor类

ThreadPool类型

• fixedThreadPool
  1.可控制线程最大并发数（同时执行的线程数）
  2.超出的线程会在队列中等待

• cachedThreadPool 推荐
  1.线程数无限制
  2.有空闲线程则复用空闲线程，若无空闲线程则新建线程 一定程序减少频繁创建/销毁线程，减少系统开销
  3.默认60s关闭空闲线程

• singleThreadExecutor
  1.有且仅有一个工作线程执行任务
  2.所有任务按照指定顺序执行，即遵循队列的FIFO规则

• scheduledThreadPool
  1.定时线程池。
  2.支持定时及周期性任务执行

• workstealingPool
  0.工作窃取线程池
  1.daemon线程
  2.默认启动Cpu个数的线程

• forkJoinPool
  可以继承下面的类实现:
  RecursiveAction：用于没有返回结果的任务。
  RecursiveTask ：用于有返回结果的任务。

PStream API

执行的策略

1. 线程数量未达到corePoolSize，则新建一个线程(核心线程)执行任务
2. 线程数量达到了corePools，则将任务移入队列等待
3. 队列已满，新建线程(非核心线程)执行任务
4. 队列已满，总线程数又达到了maximumPoolSize，就会由(RejectedExecutionHandler)抛出异常

新建线程 -> 达到核心数 -> 加入队列 -> 新建线程（非核心） -> 达到最大数 -> 触发拒绝策略

拒绝策略

1. 直接丢弃（DiscardPolicy）
   不执行新任务，也不抛出异常，基本上为静默模式。
2. 丢弃队列中最老的任务(DiscardOldestPolicy)。
   将消息队列中的第一个任务替换为当前新进来的任务执行
3. 抛异常(AbortPolicy)
   不执行新任务，直接抛出异常，提示线程池已满，线程池默认策略
4. 将任务分给调用线程来执行(CallerRunsPolicy)。
   拒绝新任务进入，如果该线程池还没有被关闭，那么这个新的任务在执行线程中被调用