多线程与高并发编程(一)

多线程与高并发编程(一)

• 什么叫线程,进程,协程?
  一个程序启动起来叫做进程,可以理解为动态的程序,线程是一个进程的小弟,是cpu调度的基本单位,协程不是被操作系统内核所管理的，而是完全由程序所控制，也就是在用户态执行。性能大幅度的提升，因为不会像线程切换那样消耗资源。

• 线程创建的几种方法

  • 通过继承Thread,重写run()方法

  class MyThread extends Thread{
  
    @Override
    public void run(){
        System.out.println("Hello World");
    }
  }
  

  • 通过实现Runnable接口

  class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run(){
        System.out.println("Hello World");
    }
  }
  

  注意在调用的时候

  如果是继承Thread直接可以

  new Thread().start();
  

  而如果是实现接口需要

  new Thread(new MyThread()).start();
  

  或

  new Thread(()->{
    System.out.println("Hello Lambda");
  }).start();
  

  • 通过线程池来启动线程

  Exceutors.newCachedThread();
  

• 几个常用的概念

  首先先聊一下cpu,cpu在执行的时候,是不断地从等待队列拿指令读取操作,他没有多线程的概念,他只有任务的概念,

  • sleep,睡眠一段时间,结束后进入就绪态
  • yield,谦让一下,让出我的线程,我只让一下,其他能不能抢到就和我没关系了,有可能cpu的下一个还是我,使用场景,几乎不用
  • Join,把其他线程加入当前线程,直到加入的线程执行完,当前线程才继续执行,最常用的场景,线程等待,保证一个线程执行完之前,另一个线程一定已经完成,在t1线程里调用t2.join,则t2是加入线程,t1是当前线程
  • getState(),获取线程状态

• 线程七态

  • 新建,就绪,运行,限期等待(sleep),无限期等待(wait,join),阻塞(同步代码块,sync),死亡,

• 不要使用关闭线程stop

  • stop方法不要使用,容易造成线程不一致,让他正常执行完就可以了

• 尽量少用interrupt

  • 使用interrupt是打断线程,通过捕获异常:如果决定停止,那么可以停止,如果不想停,仍然可以继续运行

• synchronized

  • synchronized方法可以锁住任何对象

    //锁住当前对象
    public synchronized void go(){}
    
    public void go(){
        synchronized(this){
        }
    }
    
    //锁住一个object当作锁
    //注意一定要加上final,防止线程进入,反而被其他代码把object指向给改了,这就变成一个新的对象了!!!
    final Object e = new Obejct();
    public void go(){
        synchronized(e){
            
        }
    }
    
    //锁住当前类
    public void go(){
        synchronized(this.class){
        }
    }
    

  • synchronized(Object)不要锁String常量,好像涉及到String池,不要锁Integer Long等基础数据类型,基础数据类型内部一变就会变为一个新的对象

  • 如果多线程操作一个变量,方法上加了synchronized就可以不用volatile了,sync保证了原子性和可见性,volatile是保证了有序性和可见性

  • 对于银行账户的业务修改balance,set肯定要加锁,如果业务逻辑要求高,get也要加锁,如果允许读中间脏数据,可以get不加锁

  • 可重入

    • 什么是可重入,举个例子,一个对象两个方法m1和m2都是sync修饰的,在m1调m2(),如果不是可重入,那需要等m2拿到锁,才可以继续执行,可是这把锁被m1拿着,就会产生死锁,所以synchronized必须是可重入锁

  • 同一个类的锁定方法和非锁定方法可以同时执行

  • 如果程序中出现异常,默认锁会被释放

  • sync在hotspot底层实现

    • 早期版本,sync为重量级锁,加锁都需要去os请求

    • 后来改进,引入锁升级

      比如锁住sync(Object),

      • 偏向锁:第一次被访问,在Object 的markword记录这个线程ID,
      • 自旋锁:如果线程争用,升级为自旋锁,默认旋10次,atomic,lock其实都是用的自旋锁,效率还不低,
      • 重量级锁:旋了10次还没有拿到对象生成重量级锁,进入了os等待队列,不占用cpu了

    • 自旋锁和OS重量锁比较,如果执行时间短,数量少用自旋锁合适占用cpu,如果执行时间长,数量多用os的锁

    • 锁只能升级不能降级