《Java多线程设计模式》读书笔记2
目录：
1 Java的内存模型
2 Single Threaded Execution Pattern
3 Guarded Suspension Pattern
4 Balking Pattern
5 Producer-Consumer Pattern
6 Read-Write Lock Pattern
=============Java的内存模型======================
Java的内存模型分为主存储器与工作存储器两种。
主存储器（与硬件上的主存无关，仅为抽象概念）就是实例位置所在的区域，所有的实例都存在于主存储器内。尤其是实例所拥有的字段即位于主存储器内的区域。主存储器为所有线程所共有。工作存储器为各个线程所拥有的作业区，所有的线程都有其专用的工作存储器。在工作存储器中存有主存储器中必要的拷贝，称之为工作拷贝。
线程无法直接对主存储器直接进行操作，因此也无法直接引用字段的值，当线程需要引用字段的值时，需要把它从主存储器上拷贝到自己的工作存储器中。至于要修改字段的值时，也要先修改工作拷贝，然后把修改从工作存储器拷贝回主存储器中。至于何时完成数据在工作存储器和主存储器之间的映像，则有Java执行处理系统决定。
对于多个线程共享的字段，一般由synchronized或者volatile来保护。
synchronized用来完成线程的共享互斥。而volatile不负责线程的共享互斥，仅负责内存的同步。
synchronized一方面制作临界区，使得该区域只能同时允许一个线程进行操作；另一方面，当进入和退出临界区时，执行内存的同步操作，即把当前工作区的修改映像到主存储器上。在进入synchronized时，除了工作拷贝到主存储器的映像之外，还会释放工作存储器的工作拷贝，如果之后再引用主存储器上值，则必须从主存储器拷贝到工作存储器。
虽然在进入和离开synchronized时，会发生内存的同步，但是如果是“在synchronized内”或者“在synchronized外”时，内存何时同步是不确定的，取决于Java运行处理系统。
在单线程中，可以不考虑内存的同步问题，当然线程的同步也不需考虑。
volatile内存同步：当线程欲引用volatile字段的值时，通常都会发生从主存储器到工作存储器的拷贝操作，反之，将值指定给写着volatile的字段后，工作存储器的内容通常会映像到主存储器。另外，对于long和double类型，默认的赋值操作不是atomic的，如要以atomic方式指定这些类型的值，则需使用volatile关键字，此时，volatile实现原子操作，而非内存同步。问：如果要指定long,double类型字段的内存同步，怎么办？难道只能用synchronized来实现？
=============Single Threaded Execution Pattern=============
当我们修改由多个线程共享的变量，变量就会失去安全性。所以我们应该仔细找出变量状态不安定的范围，将这个范围设置为临界区，并对临界区施加保护，限制同时只能有一个线程执行它。在java中，可以使用synchronized关键字定义临界区，保护共享字段。
适用性：数据可被多个线程访问，并且状态可能变化的时候。
===================Immutable Pattern===============
当一个类的实例声明之后，状态就完全不再改变，此时就算用多个线程同时调用这个类的方法也无所谓，所以方法没有synchronized的必要，这样一来，可以在不丧失安全性与生命性的前提下，提高程序的性能。而要实现类的immutable，则在类的实现中必须小心防备，不要提供能够改变实例状态的方法或者破绽。
Java final的用法
final类：final类无法被继承
final方法：如果是实例方法，则无法被子类所覆盖，若是类方法，则无法被子类隐藏。
final字段：其值只能指定一次，要么在声明时初始化，要么在构造函数中赋值（静态字段则是在static块中初始化）。
final变量与参数：final变量只能在定义时指定一次，final参数则是仅在调用时传值指定。
===================Guarded Suspension Pattern===============
当满足某条件时，直接执行某动作；如果不满足条件，等待，直到条件满足时被唤醒。
比如请求队列，如果队列已经为空，则此时要执行获取请求操作则必须等待；当添加新请求时唤醒等待的线程。
public synchronized Request getRequest(){
while(queue.size() <= 0){
try{
wait();
}catch(InterruptedException e){}
return (Request)queue.removeFirst();
}
public synchronized void putRequest(Request req){
queue.addLast(req);
notifyAll();
}
===================Balking Pattern===============
当现在不适合进行某个操作,或者没有必要进行某个操作时,就直接放弃进行这个操作而返回。
public synchronized void save(){
if(!changed){
return;
}
dosave();
changed = false;
}
使用场景：（1）不需要刻意去执行的时候（提高执行性能）；（2）不想等待警戒条件时（提高响应性）；（3）警戒条件只有第一次成立时（比如初始化）。
===================Producer-Consumer Pattern===============
Producer-Consumer模式假设所生产的产品放置在一个长度有限制的缓冲区，如果缓冲区满了，则生产者必须停止继续将产品放到缓冲区中，直到消费者取走了产品而有了空间，而如果缓冲区中没有产品，当然消费者必须等待，直到有新的产品放到缓冲区中。与Guarded Suspension 模式类似的，只不过Guarded Suspension模式并不限制缓冲区的长度。
可能有多个生产者和多个消费者，当只有一个生产者和一个消费者的时候，又叫管道Pipe Pattern。
Java主要通过synchronized，wait与notify/notifyAll方法来实现producer与consumer的协调。
===================Read-Write Lock Pattern===============
Read-Write Lock Pattern将读取与写入分开处理。在读取数据之前,必须获取用来读取的锁定。而要写入的时候,则必须获取用来写入的锁定。
因为读取的时候，实例的状态不会改变，所以就算有多个线程在同时读取也没有关系。但有人在读取的时候就不可做写入的操作。
写入的时候，实例的状态就会改变，当有一个线程在写入的时候，其他的线程不可以进行读取或写入。一般来说,进行共享互斥会使程序性能变差，但将写入的共享互斥与读取的共享互斥分开思考，就可以提升程序的性能。
Java语言中，使用finally可以避免忘记解除锁定。比如：
获取锁定
try{
实际的操作
}finally{
解除锁定
}