Java并发操作，多线程

Thread/Runable/Callable：多线程的三个实现方式

适用场景：多线程编程

优点：Callable 的call方法有返回值，Runable/Callable为接口，能多实现

缺点：Thread为抽象类，只能单继承

Thread.sleep(millis)/Object.wait()/Object.notify()/Object.notifyAll()/Object.join()/Condition.await()/Condition.signal()/

Condiction.signalAll()：

适用场景：涉及到线程通讯问题的场景

ExecutorService：能创建自定义条件的线程池

优点：能很好的管理线程的生命周期，不需要付出频繁创建和销毁线程的代价

缺点：

适用场景：

1.ExecutorService.newFixedThreadPool(nThreads):

（1）总是维护固定数量的核心线程数（即活动线程数总是和最大线程数一致），哪怕都没有任务需要执行。 （2）没有所谓的非空闲时间，即keepAliveTime为0。即线程一闲下来就会被马上回收 （3）阻塞队列为无界队列LinkedBlockingQueue。 使用场景：FixedThreadPool 应该尽可能的少的分配线程。适用执行周期较长，但是提交频率较低的任务。因为如果提交频率太高，会导致过多的任务被放到队列中，导致OOM。

2.ExecutorService.newCacheThreadPool(nThreads): （1）核心线程数为0，即可以一个线程都不维护。最大线程数为Integer.MaxValue,即可以理解为维护无限多的线程数。 （2）非核心线程空闲存活时间为60秒。即线程空闲60秒只会才会被回收 （3）阻塞队列为无界队列SynchronousQueue，因为没有核心线程，所以任务直接加到SynchronousQueue队列。 使用场景：用于并发执行大量短期的小任务。

3.ExecutorService.newSingleThreadPool(nThreads): （1）核心线程数为1， （2）最大线程数为1 （3）阻塞队列为无界队列LinkedBlockingQueue 使用场景：串行执行任务的场景。

4.newScheduledThreadPool

创建一个大小无限的线程池，此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

synchornize关键字：同步锁，悲观锁；可以对一段代码、一个方法或者一个类进行加锁，在某个时刻只有一个线程可以访问临界区。能保证原子性，可见性，有序性

适用场景：共享资源需要线程安全，逻辑处理较为简单，对性能要求不是特别高

优点：实用简单，只需要对临界区进行加锁

缺点：性能较低，使用不当可能会导致死锁

volatile关键字：底层使用了MESI缓存一致性协议与总线嗅探机制保证了可见性，通过在指令序列中添加“内存屏障”来禁止指令重排序保证了有序性

适用场景：单个线程写，多个线程读的业务场景

优点：保证了共享变量的全局一致性

缺点：频繁的修改可能会导致性能降低的问题，修饰的变量未修改时读取不存在性能问题

Lock：显示锁，常用的有ReentrantLock（可重入锁），ReentrantReadWriteLock（读写锁），Condition（可用于代替Object.wait()/notify()/notifyAll()）

适用场景：不频繁写，频繁读，适合使用读写锁。否则，大部分时间会被写锁独占；

优点：读写分离，功能更多，用法更灵活，性能更优异

缺点：如果读操作过于短，则读写锁的实现会占用绝大部分性能开销，因为比一般的互斥锁执行逻辑更复杂

CountDownLatch：提供一个计数的效果

适用场景：多线程变量共享，涉及到线程通讯问题

优点：

缺点：不可复用

CyclicBarrier：线程屏障

适用场景：多线程变量共享，涉及到线程通讯问题，可用来限制a线程在b线程后执行

优点：可复用

缺点：

Future：能获取线程的返回值

适用场景：多线程变量共享，涉及到线程通讯问题

优点：能很好的处理多线程通讯问题

缺点：等待线程返回结果的过程为同步执行

stream：java8后提供的stream操作，对集合的操作可以为多线程并发执行(stream.parallel)

适用场景：大集合对集合数据进行读操作，tomap操作把集合修改为map

优点：合理使用能大幅度提高集合操作的性能

缺点：不使用线程安全的集合可能会出现线程安全问题

Atomic原子类：使用cas自旋保证写入安全，使用votalite关键字保证可见性，保证了多线程安全

适用场景：基本数据类型作为共享变量的场景

优点：不需要加锁即可实现线程安全

缺点：底层适用了votalite关键字，继承了votalite的缺点

Vector：线程安全的list集合

缺点：所有方法加了同步锁，性能低

Collections.synchronizedList：线程安全的list集合

缺点：所有方法加了同步锁，性能低

CopyOnWriteArrayList：线程安全的list集合

适用场景：读多写少的场景

优点：无锁并发读，写加锁（串行修改，拷贝一个副本，在副本上修改完后替换掉原容器）

缺点：在写的操作很多时，也会有性能问题

ConcurrentHashMap：线程安全的map集合

适用场景：读多写少的场景

优点：java7之前采用分段锁保证线程安全，还能设置并发级别，可以允许多个线程并发操作；java8后采用大数组，使用红黑树与cas保证线程安全

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