Java读书笔记(4)-多线程(二)

2016-1-2

1. 线程通信

   • 传统的线程通信

     • Object类提供了wait()，notify()和notifyAll三个方法

     • 适用情况：synchronized修饰的同步方法或者synchronized方法

     • wait():导致当前线程等待，直到其他线程调用该同步监视器的notify()或notifyAll方法来唤醒该线程，调用wait方法后本线程会释放对同步监视器的锁定

     • notify():唤醒在此同步监视器上等待的单个线程。如果有多个线程在等待，则随机唤醒其中一个

     • notifyAll():唤醒在此同步监视器上等待的所有线程

   • 使用Condition控制线程通信

     • 适用于使用Lock对象来同步的场景，Condition实例被绑定在一个Lock对象

     • Lock替代了同步方法或同步代码块，Condition替代了同步监视器的功能

     • await(),signal(),signalAll()

     • private final Lock lock=new ReentrantLock();

     • private final Condition cond=lock.newCondition();

     • cond.await()

     • cond.signalAll()

   • 使用阻塞队列（BlockingQueue）控制线程通信

     • add(E e), off(E e), put(E e)

     • remove(), poll(), take()

     • element(), peek()

   • ArrayBlockinQueue, LinkedBlockingQueue, PriorityBlockingQueue, SynchronousQueue, DelayQueue

   • BlockingQueue<Stirng> bq=new ArrayBlockingQueue<>(2);

     bg.put(“Java”)

2. 线程组(ThreadGroup)和未处理的异常

   • 程序可以直接以组为单位控制线程

   • 线程运行途中不能更改所属线程组

   • ThreadGroup:activeCount(), interrupt(), isDaemon(), setDaemon(), setMaxPriority()

   • ThreadGroup内还定义了一个很有用的方法：void uncaughtException(Thread t,Throwable e), 可以处理线程组内任意线程所抛出的异常

   • 使用catch捕获异常时，异常不会传播给上一级调用者；但是使用异常处理器对异常进行处理后，异常依然会传播给上一级调用者

3. 线程池

   • 当程序中需要创建大量生存期很短暂的线程时，应该考虑使用线程池。线程池在系统启动时即创建大量空闲的线程

   • Java5实现的线程池

     • 返回一个ExecutorService对象，该对象代表一个线程池：newCachedThreadPool()newFixedThreadPool(int nThreads),newSingleThreadExecutor()

     • new ScheduledThreadPool(int corePoolSize),new SingleThreadScheduledExecutor()

     • 使用线程池来执行线程任务的步骤：

       1. 调用Executors类的静态工厂方法来创建一个ExecutorService对象，该对象代表一个线程池；

       2. 创建Runnable实现类或Callable实现类的实例，作为线程执行任务；

       3. 调用ExecutorService对象的submit()方法来提交Runnable实例或者Callable实例；

       4. 任务执行完毕，最后关闭线程池shutdown()。

   • Java7新增的ForkJoinPool

     • 充分利用多CPU，多核CPU的性能优势

     • 将一个任务拆分成多个“小任务”并行计算，再把多个小任务的结果合并成总的计算结果

     • ForkJoinPool是ExecutorService的实现类，因此是一种特殊的线程池

     • 创建了ForkJoinPool实例之后，就可以调用ForkJoinPool的submit(ForkJoinTask task)或者invoke(ForkJoinTask task)方法来执行指定任务了。其中ForkJoinTask代表一个可以并行，合并的任务。ForkJoinTask是一个抽象类，它还有两个抽象子类:RecursiveAction和RecursiveTask。其中RecursiveTask代表有返回值的任务，而RecursiveAction代表没有返回值的任务。

4. 线程相关类

   • ThreadLocal类

     • 代表一个线程局部变量，通过把数据放在ThreadLocal中就可以让每个线程创建一个该变量的副本

     • 在编写多线程代码时，可以把不安全的整个变量封装进ThreadLocal，或者把对象与线程相关的状态使用ThreadLocal保存

     • ThreadLocal类与线程同步机制面向的问题领域是不同的

     • 如果多个资源之间需要共享资源，以实现线程通信，则使用同步机制；如果仅仅只是隔离多个线程之间的冲突，则使用ThreadLocal

   • 包装线程不安全的集合

     • 可以使用Collections提供的静态方法把这些集合包装成线程安全的集合。

       1. <T> Collection<T> synchronizedCollections(Collection<T> c):返回指定collection对应的线程安全的collection；

       2. static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list)

       3. static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m)

       4. static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s)

       5. static <K,V> SortedMap<K,V> synchronizedSortedMap(SortedMap<K,V> m)

       6. static <T> SortedSet<T> synchronizedSortedSet(SortedSet<T> s)

     • 如果需要把某个集合包装成线程安全的集合，则应该在创建之后立即包装

       HashMap m=Collections.synchronizedMap(new HashMap());

   • 线程安全的集合类

     • java.util.concurrent包

     • 支持高效并发访问的集合接口和实现类

       1. 以Concurrent开头的集合类：支持并发访问的集合

       2. 以CopyOnWrite开头的集合类：适合读取操作远远大于写入操作的场景，如缓存等