我这里理解为计划调度,复用总量相对固定的资源,合理分配完成任务.
线程池构造函数的参数
参数名类型含义corePoolSizeint核心线程数maxPoolSizeint最大线程数keepAliveTimelong保持存活时间workQueueBlockingQueue任务存储队列threadFactoryThreadFactory线程池需要新线程时,由threadFactory来生成HandlerRejectedExecutionHandler线程池无法接受你所提交的任务的拒绝策略线程池手动创建还是自动创建?手动创建更好,能够明确线程池运行规则,避免资源耗尽。(详见代码示例)
线程池例的线程数量设置多少比较合适?线程数=CPU核心数*(1+平均等待时间/平均工作时间)常规算法 (如需准确设置需要进行压测计算)
停止线程池的正确方法 (详见代码示例)
拒绝策略:
AbortPolicy : 抛出异常 DiscardPolicy : 丢弃 DisCardOldestPolicy : 丢弃最老的任务 CallerRunPolicy : 谁提交的线程谁来完成
Executor 顶层接口
ExecutorService 继承 Executor 并增加shutdown等操作方法
Executors 工具类 帮助快速创建线程池
避免任务堆积 避免线程数过度增加 排查线程泄漏
线程池状态:
RUNNING: 接受新任务并处理排队任务 SHUTDOWN: 不接受新任务,但处理排队任务 STOP: 不接受新任务,也不处理排队任务,并中断正在执行的任务 TIDYING: 中文解释问整洁。可以理解为所有任务以终止。workerCount为0时,线程转到TIDYING状态,并运行terminate()钩子方法 TERMINATED: terminate() 执行完成
####1.应用场景
1)每个线程需要一个独享的对象(通常时工具类,典型需要使用的类有SimpleDateFormat和Random) 2)每个线程内需要保存全局变量(例如在拦截器中获取用户信息),可以让同方法直接使用,避免参数传递的麻烦
####2.使用ThreadLocal的好处
线程安全
无需加锁,提高执行效率
高效的利用内存、节省开销,避免每次都重新创建对象
免去层层传递参数
####3.主要使用方法介绍
分析源码,了解Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap三者之间关系 每个Thread对象中都持有一个ThreadLocalMap成员变量,1对1关系 每个ThreadLocalMap中包含N个ThreadLocal对象,1对多关系
initialValue方法:返回当前线程对应的初始值,这是个延迟加载的方法,只有调用get时才会触发。如果先调用set方法设置值,则不会为线程调用initialValue方法 set方法:为这个线程设置一个新值 get方法:获取当前线程值 remove方法:清空当前线程值
ThreadLocal内存泄漏分析:ThreadLocalMap的每个Entry都是对key的弱引用。同时,每个Entry都包含一个对value的强引用。如果线程长时间不终止,导致强引用value无法被回收,就可能会发生OOM。
如何避免:在ThreadLocal使用完毕后调用remove方法,清除对象。
注意事项:
1)本身就是全局变量对象就不要使用ThreadLocal,拿到的还是全局变量本身,全局共享还是存在并发访问问题。
2)如果可以不使用ThreadLocal解决问题,就不要强行使用。
3)优先使用框架,没必要自己造 例如spring 成熟框架考虑较为周全
####1.Lock接口 (详见以下代码示例)
####2.锁的分类 (详见以下代码示例)
从不同角度分类,一把锁可能存在多种类型,一种类型也可能包含多把锁,例如:ReentrantLock既是互斥锁,又是可重入锁
####3.乐观锁、悲观锁
悲观锁=互斥同步锁,阻塞和唤醒带来性能劣势,可能引起永久阻塞 (例如:synchronized、lock)
乐观锁=非互斥同步锁,原子类、并发容器,保证原子性
####4.可重入锁、非可重入锁
以ReentrantLock为例
好处:可以重复获取同一把锁、可以避免死锁、提升封装性
####5.公平锁、非公平锁
公平:按照线程请求顺序来分配锁。
非公平:不完全按照请求顺序,在一定情况下,可以插队。
####6.共享锁、排他锁
以ReentrantReadWriteLock为例
排他锁=独占锁、独享锁
共享锁=读锁
####7.自旋锁、阻塞锁
自旋锁:一般用于多核服务器,并发不是特别高的情况下比阻塞锁效率高。临界区比较短(线程一旦拿到锁,很久才释放。这种临界区较长的也不适合)
####8.可中断锁
synchronized:不可中断
Lock:可中断
####9.锁优化
自旋锁和自适应
锁消除、锁粗化(合并中间细节加锁解锁)
缩小同步代码块
尽量不要锁住方法
减少请求锁次数
避免人为制造"热点"
锁中尽量不再包含锁,避免死锁
选择合适锁类型或合适的工具类
比Lock更细粒度,能够保证基本类型或者将普通变量升级为具有原子功能 (详见代码示例)
Adder: Java8中引入,效率比atomicLong高,本质是空间换时间。竞争激烈时,是使用多段锁的理念,提高并发性。(详见代码示例)
Accumulator: 相当于通用加强的Adder (适用于大量且需并行计算)(详见代码示例)
一定是在并发的场景下存在。(详见代码示例)
CPU的特殊指令
乐观锁
并发容器
原子类
ABA问题 通过版本号,类似乐观锁的思路来解决
自旋时间过长
如果对象在被创建后,状态就不能被修改,那么它就是不可变的。
类防止被继承、方法防止被重写、变量防止被修改。
天生是线程安全的,不需要额外的同步开销。
用法:
1.修饰变量,意味着被修饰的变量值不能被修改。
赋值时机:
1)在神明变量的等号右边直接赋值
2)构造函数中赋值
3)初始代码块中赋值(不常用)
2.修饰方法,意味着被修饰对象的引用不能变。
构造方法不允许final修饰
不可被重写,也就是不能被@Override,并且子类不能有同名方法
3.修饰类
不可被继承
不变性并不意味着,简单地用final修饰就是不可变
基本数据类型,被final修饰后确实具有不变性,但是对象类型,需要该对象保证自身及自身属性在创建后,状态永远不会变才可以
满足不可变的必要条件:
1)对象创建后,起状态就不能修改
2)所有属性都是final修饰
3)对象创建过程中没有发生溢出
在方法里新建的局部变量,实际上是存储在每个线程私有的栈空间,而每个栈的栈空间是不能被其他线程访问到的,所以不会 有线程安全问题。这就是"栈封闭"技术,是"线程封闭"技术的一种情况。
ConcurrentHashMap:线程安全的HashMap
CopyOnWriteArrayList:线程安全的List
BlockingQueue:这是一个接口,表示阻塞队列,适用于数据共享通道
ConcurrentLinkedQueue:高效的非阻塞并发队列,使用链表实现。可以看作是一个线程安全的LinkedList
ConcurrentSkipListMap:是一个Map,使用跳表的数据结构进行快速查找(不常用)
缺点:数据一致性问题(只具备最终一致性,不具备迭代过程中实时一致。)、占用内存(写操作是通过复制机制)
1)为什么使用队列?
用队列可以在线程间传递数据:生产者消费者模式、银行转帐 考虑锁等线程安全问题转移到了"队列"上
2)并发队列简介
3)并发队列关系
4)阻塞队列
BlockingQueue take、put 阻塞方法 是否有届
ArrayBlockingQueue 有届、需要指定容量
LinkedBlockingQueue 无界、容量Integer.MAX_VALUE,内部结构:Node、两把锁。
PriorityBlockingQueue 支持优先级、自然顺序,无界。可以理解为PriorityQueue的线程安全版本
SynchronousQueue 容量为0。不做存储,不需要持有元素。它所做的就是直接传递,效率很高
DelayQueue 延迟队列,根据延迟排序,无界
阻塞队列和线程池等关系
5)非阻塞队列
ConcurrentLinkedQueue 通过CAS原理实现线程安全
6)选择合适的队列
考虑边界、空间、吞吐量
1.什么是控制并发流程?
让线程之间互相配合,满足业务逻辑
2.CountDownLatch倒计时门闩 (详见代码示例)
3.Semaphore信号量 (详见代码示例)
4.Condition接口(又称条件对象)(详见代码示例)
5.CyclicBarrier循环栅栏 (详见代码示例)
理解原理、提升技术
并发控制、线程协作核心
用于构建锁、同步器、协作工具类的框架。
CountDownLatch、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、ThreadPool等都用到了AQS
三大要素:
1.state状态 (协作工具类去定义,含义各不相同。例:ReentrantLock中state表示锁的占有情况,包括可重入计数。state为0时,表示Lock不被任何线程占有)
2.控制线程抢锁和配合的FIFO队列(这个队列用来存在等待的线程,AQS可以理解为排队管理器)
3.获取/释放等重要方法 (协作工具类去实现,含义各不相同)
第一步,写一个类,想好协作逻辑,实现获取/释放方法。
第二歩,内部写一个Sync类继承AbstractQueuedSynchronizer
第三步,根据是否独占来重写tryAcquire/tryRelease或tryAcquireShared(int acquires)和tryReleaseShared(int releases)等方法,在之前写等获取/释放方法中调用AQS的acquire/release或者Shared方法
1.Runnable的缺陷
1)没有返回值
2)不能抛出checked Exception (详见代码示例)
2.Callable接口
1)类似于Runnable,被其他线程执行的任务
2)实现call方法
3)有返回值
3.Future类
重要方法:
1)get()方法:用于获取结果 (任务已完成会立即返回结果,尚未完成将阻塞并直到任务完成。)
2)get(long timeout,TimeUnit unit)方法:带参数的get方法
3)cancel()方法:取消任务
4)isDone()方法:判断线程是否执行完毕
5)isCancelled()方法:判断是否被取消
4.用法1:线程池submit方法返回Future对象(详见代码示例)
5.用法2:用FutureTask来创建Future (详见代码示例)
6.Future注意点
示例代码 Git地址