并发编程基础一
进程与线程
进程：是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位，是一个动态概念，竞争计算机系统资源的基本单位。
线程：是进程的一个执行单元，是进程内可调度实体。比进程更小的独立运行的基本单位。线程也被称为轻量级进程。
一个进程有多个线程，多个线程共享进程的堆和方法区资源，但是每个线程有自己的程序计数器和栈区域。
怎么创建线程？
- 实现 Runnable Callable 接口
--实现 run() 方法 无返回值，无参数，难以传参；
--实现 call 方法 有返回值，可由 FutureTask
- 继承 Thread 类
--实现 run() 方法 无返回值，无参数，由于继承特性，便于传参；
- 使用线程池技术复用线程
Java中与线程相关的方法
Object 类作为共享资源的相关实例方法
-
wait(); 当一个共享变量的 wait() 方法被调用时，该调用线程会被阻塞挂起，直到
（1）.其他线程调用的该共享变量的 notify() 或 notifyAll() 方法唤醒；
（2）.其他线程调用了此线程的 interrupt() 方法，使此线程抛出异常而返回；
wait(long timeout); 执行此方法后，若该线程未在规定时间类被其他线程唤醒，则会抛出异常返回。
wait(long timeout , int nanos); 当 0 < nanos <999999 ，timeout 增加 1；
notify() 与 notifyAll(); 共享变量调用后，唤醒 一个/所有 被 wait 阻塞的线程，不放资源；
Thread 类相关方法
获取当前的 Thread实例 Thread.currentThread();
join(); 等待线程执行结束的方法。
static sleep(); 当前线程等待时间后继续执行，不放 CPU；
static yield(); 当前线程礼让，然后一起参与对 CPU 的竞争；
void interrupt(); 将此线程标记为被中断状态的线程
boolean isInterrupted();检测是否被标记为中断状态
static boolean interrupted();检测，且若检测出中断状态，将会清除中断标记；
死锁
死锁是指两个或两个以上的线程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象。
死锁产生的条件：
互斥条件:指进程对所分配到的资源进行排它性使用,即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源,则请求者只能等待,直至占有资源的进程用毕释放。
请求和保持条件:指进程已经保持至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其它进程占有,此时请求进程阻塞,但又对自己已获得的其它资源保持不放。
不剥夺条件:指进程已获得的资源,在未使用完之前,不能被剥夺,只能在使用完时由自己释放。
环路等待条件:指在发生死锁时,必然存在一个进程——资源的环形链,即进程集合{P0,P1,P2,···,Pn}中的P0正在等待一个 P1 占用的资源; P1 正在等待 P2 占用的资源,……, Pn 正在等待已被 P0。
一般能够打破的死锁条件为 请求并持有条件 与 环路等待条件。
ThreadLocal 与 InheritableThreadLocal原理
当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。
//Thread 类的成员
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;
让我们看一下ThreadLocal类存值的源码
//ThreadLocal类
public void set(T value) {
//获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
//获取线程类存的threadLocals inheritableThreadLocals
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
对于某一ThreadLocal来讲，他的索引值i是确定的，在不同线程之间访问时访问的是不同的table数组的同一位置即都为table[i]，只不过这个不同线程之间的table是独立的。
对于同一线程的不同ThreadLocal来讲，这些ThreadLocal实例共享一个table数组，然后每个ThreadLocal实例在table中的索引i是不同的。
ThreadLocal 不具继承性，InheritableThreadLocal继承自ThreadLocal，能够解决ThreadLocal不能访问父线程本地变量的问题。
ThreadLocal的内存泄露问题
/*
ThreadLocal.ThreadLocalMap类的Entry的键节点key是弱引用，会在垃圾回收器回收垃圾时被垃圾回收，而值是被Entry对象强引用，不会被回收，但不能再通过Entry键的key找到引用的值value。
*/
static class Entry extends WeakReference> {
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
因为上述的原因，在ThreadLocal这个类的get（）、set（）、remove（）方法，均有实现回收 key 为 null 的 Entry 的 value所占的内存。所以，为了防止内存泄露（没法访问到的内存），在不会再用ThreadLocal的线程任务末尾，调用一次 上述三个方法的其中一个即可。
例如：
private void remove(ThreadLocal key) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
//循环可能是因为解决hash冲突方法为开放地址
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
if (e.get() == key) {
e.clear();//清除引用
//历遍过程key为null的引用，value都会被赋值为null，释放空间
expungeStaleEntry(i);
return;
}
}
}
方法
- void set(T value)；设置当前线程的线程局部变量的值。
- public T get()；该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。
- public void remove()；将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度。
- protected T initialValue()；返回该线程局部变量的初始值，该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。
ThreadLocalRandom
Random 类的种子变量为支持 CAS 操作的变量，新的随机数生成需要两个步骤：
首先根据老种子生成新种子
然后根据新的种子生成新的随机数
在多线程环境下，由于多个线程同时竞争原子变量的更新操作，而 CAS 操作只能同时成功一个，这会导致大量线程不断进行自旋重试，这会降低并发性。
与ThreadLocal原理相同，将种子存于线程中，每个线程有自己的种子，从而做到线程安全。
ThreadLocalRandom 类通过 ThreadLocalRandom.current() 来获取当前线程的随机数生成器，此类为工具类，继承了 Random 类但没有使用其种子变量，而是调用 Thread 类中实例的 threadLocalRandomSeed 变量。
通过让每一个线程复制一份变量，使得每个线程对变量的操作是在本地副本上进行，从而避免竞争，提高性能。
其他
用户线程与守护线程的概念
注
参考书《Java并发编程之美》
ThreadLocal的内存泄露问题 参考：https://blog.csdn.net/yanluandai1985/article/details/82590336