线程池的状态有RUNNING(运行中)、SHUTDOWN(关闭中,不接受新任务)、 STOP(立即关闭,中断正在执行任务的线程)和TERMINATED(终止)。
1、RUNNING
(1) 状态说明:线程池处在RUNNING状态时,能够接收新任务,以及对已添加的任务进行处理。
(02) 状态切换:线程池的初始化状态是RUNNING。换句话说,线程池被一旦被创建,就处于RUNNING状态,并且线程池中的任务数为0!
2、 SHUTDOWN
(1) 状态说明:线程池处在SHUTDOWN状态时,不接收新任务,但能处理已添加的任务。
(2) 状态切换:调用线程池的shutdown()接口时,线程池由RUNNING -> SHUTDOWN。
3、STOP
(1) 状态说明:线程池处在STOP状态时,不接收新任务,不处理已添加的任务,并且会中断正在处理的任务。
(2) 状态切换:调用线程池的shutdownNow()接口时,线程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP。
4、TIDYING
(1) 状态说明:当所有的任务已终止,ctl记录的”任务数量”为0,线程池会变为TIDYING状态。当线程池变为TIDYING状态时,会执行钩子函数terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空的,若用户想在线程池变为TIDYING时,进行相应的处理;可以通过重载terminated()函数来实现。
(2) 状态切换:当线程池在SHUTDOWN状态下,阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时,就会由 SHUTDOWN -> TIDYING。
当线程池在STOP状态下,线程池中执行的任务为空时,就会由STOP -> TIDYING。
5、 TERMINATED
(1) 状态说明:线程池彻底终止,就变成TERMINATED状态。
(2) 状态切换:线程池处在TIDYING状态时,执行完terminated()之后,就会由 TIDYING -> TERMINATED。
submit()方法可以提交Callable任务,并返回Future对象;execute()方法只能提交 Runnable任务,无返回值。
submit()
和execute()
方法都是用于在线程池中提交任务的方法,但它们之间的主要区别在于任务的返回值和异常处理。
execute()
方法是用于提交不需要返回值的任务。它接收一个Runnable对象作为参数,然后在线程池中执行这个Runnable对象。execute()
方法没有返回值,因此不能用来获取任务的结果。如果任务执行过程中出现异常,execute()
方法会直接抛出这个异常,而不会返回任何错误信息。
submit()
方法则可以用于提交需要返回值的任务。它接收一个Callable对象作为参数,然后在线程池中执行这个Callable对象。submit()
方法返回一个Future对象,可以通过这个Future对象来获取任务的结果。如果任务执行过程中出现异常,Future对象会保存这个异常,在获取任务结果时抛出。
总结一下,如果你需要获取任务的结果,那么应该使用submit()
方法;如果你不需要获取任务的结果,或者你不需要等待任务执行完成,那么可以使用execute()
方法。
可以使用synchronized关键字、Lock接口、原子类等机制,确保多个线程访问共享资源时 不会出现数据竞争。
在Java程序中,有多种方法可以保证多线程的运行安全。以下是一些主要的策略:
synchronized
关键字可以保证同一时间只有一个线程可以执行某个方法或者某个代码块,这样就可以避免多个线程同时修改同一个数据而引发的不一致问题。volatile
关键字:volatile
关键字可以保证变量的修改对所有线程可见,避免了线程之间的数据不一致问题。Atomic
类:Java的java.util.concurrent.atomic
包提供了一些原子操作类,如AtomicInteger
、AtomicLong
等,这些类可以保证对基本数据类型的操作是原子的。Vector
、Hashtable
等,这些数据结构内部已经实现了同步,可以保证在多线程环境下的安全。Semaphore
、CountDownLatch
、CyclicBarrier
等,这些工具可以帮助你更好地控制线程的执行流程,避免多个线程同时访问共享资源的问题。ThreadPoolExecutor
、ScheduledThreadPoolExecutor
等,它们可以更灵活地控制线程池的大小和任务的执行。ReentrantLock
等机制来避免。以上这些方法都可以在一定程度上保证多线程的运行安全,但需要注意的是,没有一种方法可以解决所有的并发问题。在实际编程中,需要根据具体的问题和场景来选择合适的方法。
在JVM中,锁会根据竞争情况从无锁升级为偏向锁、轻量级锁,最终升级为重量级锁,以适 应不同场景的线程竞争。
多线程锁的升级原理主要是指在Java中,当一个线程需要访问共享数据时,会先尝试获取锁,如果成功,则进入临界区执行操作;如果失败,则说明存在竞争,需要进行锁升级。
具体的锁升级过程如下:
死锁是指两个或多个线程互相持有对方需要的锁,导致所有线程都无法继续执行。
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种相互等待的现象,若无外力作用,他们都将无法推进下去,陷入永久等待状态,这种现象称为死锁。
可以使用避免加锁顺序破坏、使用定时锁等方法来避免死锁的发生。
死锁是多线程编程中常见的问题,可以采取以下几种方法来预防和避免:
ThreadLocal是一种线程本地变量,每个线程都拥有自己的变量副本,常用于实现线程封闭 和线程上下文信息传递。
ThreadLocal 是一个Java的类,它用于创建线程局部变量。线程局部变量是每个线程自己独有的变量,它不会在线程之间共享。ThreadLocal的实例通常是在类中以静态字段的方式存在的。
ThreadLocal 的使用场景主要有以下几类:
然而,需要注意的是,在管理环境下(如 Web 服务器)使用 ThreadLocal 时要特别小心。因为工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长,如果 ThreadLocal 变量在工作完成后没有得到释放,可能会导致内存泄露的风险。
synchronized使用了对象的内部锁(监视器锁),它可以用来修饰代码块或方法,保证在 同一时刻只有一个线程可以进入临界区。
synchronized 是 Java 语言中的关键字,用于实现同步锁。它的底层实现原理是通过对象内部的一个叫做监视器锁(monitor)来实现的,而监视器锁本质又是依赖于底层的操作系统的 MutexLock(互斥锁)来实现的。
当一个线程要执行一个 synchronized 方法时,它需要先获得锁才能执行该方法。如果该线程已经获得了锁,则可以直接执行该方法;否则,该线程会被挂起,等待其他线程释放锁。一旦有线程释放了锁,就会唤醒等待的线程,让其获得锁并执行。
synchronized 底层实现原理还包括对代码块的加锁和解锁。当线程执行到 synchronized 代码块时,需要先获得锁才能执行后面的代码块。当线程执行到 synchronized 代码块的末尾时,会自动释放锁。这样可以保证同一时间只有一个线程可以执行该代码块。
每个对象自身维护着一个被加锁次数的计数器,当计数器不为0时,只有获得锁的线程才能再次获得锁。这个计数器的作用是防止死锁的发生。如果一个线程已经获得了多次锁,那么在下一次尝试获取锁时,该线程必须等待其他线程释放锁,否则就会发生死锁。
另外,synchronized 底层实现原理还涉及到对方法进行隐式的加锁和解锁。当线程要执行的方法被标注上 synchronized 时,需要先获得锁才能执行该方法。这个锁可以通过 ACC_SYNCHRONIZED 关键字来实现。当线程执行到 synchronized 方法时,会自动获得锁并执行该方法。当线程执行完 synchronized 方法后,会自动释放锁。
总之,synchronized 是 Java 语言中实现同步的关键字之一,它的底层实现原理是通过监视器锁和 MutexLock 来实现的。通过对方法进行隐式的加锁和解锁、对代码块进行加锁和解锁以及对计数器的使用,可以有效地保证多线程程序的正确性和稳定性。
synchronized是一种独占锁,可以实现原子操作和临界区的同步;volatile是一种轻量级的 同步机制,用于保证可见性和禁止指令重排序。
synchronized和volatile是Java中两种不同的线程同步机制,它们有以下区别:
综上所述,synchronized和volatile各有优缺点,需要根据具体的使用场景来选择合适的同步机制。
synchronized是Java内置的关键字,自动管理锁的获取和释放;Lock是Lock接口的实现 类,需要手动管理锁的获取和释放,提供了更灵活的锁控制。
synchronized和Lock是Java中两种不同的线程同步机制,它们有以下区别:
综上所述,synchronized和Lock都是Java中实现线程同步的机制,它们各有优缺点,需要根据具体的使用场景来选择合适的同步机制。
synchronized是关键字,无法中断等待获取锁的线程;ReentrantLock是Lock接口的实现 类,可以中断等待获取锁的线程。
synchronized 和 ReentrantLock 是Java中两种不同的线程同步机制,它们有以下区别:
综上所述,synchronized和ReentrantLock都是Java中实现线程同步的机制,它们各有优缺点,需要根据具体的使用场景来选择合适的同步机制。
atomic包提供了一些原子操作类,通过CAS(Compare and Swap)操作实现了多线程环 境下的线程安全,确保操作的原子性
Atomic(原子性)是指一个操作是不可中断的,即使在多线程环境下也不会被其他线程干扰。在并发编程中,原子性是保证数据一致性的关键。
Atomic操作的实现原理主要包括原子指令、自旋锁、读写锁和原子变量等。原子指令可以保证指令执行的不可中断性,自旋锁可以通过不断循环来等待锁的释放,读写锁可以实现对共享资源的并发访问,原子变量则可以保证对共享数据的原子性操作。
在实现Atomic时,需要保证操作的数据是共享的,并且需要保证对数据的访问是原子的。因此,需要使用锁或者其他同步机制来保证操作的原子性和可见性。同时,还需要考虑操作的具体实现方式,例如使用硬件级别的原子指令、使用自旋锁、读写锁或者使用原子变量等。
总之,Atomic的实现原理是通过保证操作的原子性和可见性来保证数据的一致性和可靠性。