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  • java 并发基础

    一、常用控制线程方法

    1、sleep(n) 

    暂停线程执行,不会释放锁

    2、wait

    线程挂起,直到接收到notify 或notifyAll,才会进入就绪状态,锁会释放。可以设置等待时间(wait(n))

    3、yield

    并不意味着挂起和暂停,如果没有其它具有相同或更高优先级的线程需要调度,它还会继续运行,锁没有释放

    4、interrupt

    中断线程,但不保证能成功

    5、join

    如果在线程上实例调用,将会等待该实例结束其它线程才能继续执行

    二、内存模型

    当程序在运行过程中,会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中,那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据,当运算结束之后,再将高速缓存中的数据刷新到主存当中

    三、并发注意特性

    1、原子性

    即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断,要么就都不执行。

    例如:
    x = 10; //原子性,直接将数值10赋值给x,也就是说线程执行这个语句的会直接将数值10写入到工作内存中。
    x = x + 1,x++;//非原子性,包含2个操作,它先要去读取x的值,再将x的值写入工作内存,虽然读取x的值以及 将x的值写入工作内存 这2个操作都是原子性操作,但是合起来就不是原子性操作了
    可以使用jdk提供的AtomicInteger等实现原子操作

    2、可见性

    当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值。

    volatile修饰的变量是可见的,当一个共享变量被volatile修饰时,它会保证修改的值会立即被更新到主存,当有其他线程需要读取时,它会去内存中读取新值。

    而普通的共享变量不能保证可见性,因为普通共享变量被修改之后,什么时候被写入主存是不确定的,当其他线程去读取时,此时内存中可能还是原来的旧值,因此无法保证可见性。

    通过synchronized和Lock也能够保证可见性,synchronized和Lock能保证同一时刻只有一个线程获取锁然后执行同步代码,并且在释放锁之前会将对变量的修改刷新到主存当中。因此可以保证可见性。

    3、有序性

    即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。处理器为了提高程序运行效率,可能会对输入代码进行优化,它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致,但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的

    四、并发常见词

    1、可重入锁

    当一个线程要获取一个被其他线程占用的锁时候,该线程会被阻塞,那么当一个线程再次获取它自己已经获取的锁时候是否会被阻塞那?如果不需要阻塞那么我们说该锁是可重入锁,也就是说只要该线程获取了该锁,那么可以无限制次数进入被该锁锁住的代码。

    2、独占锁与共享锁

    根据锁能够被单个线程还是多个线程共同持有,锁又分为独占锁和共享锁。独占锁保证任何时候都只有一个线程能读写权限,ReentrantLock就是以独占方式实现的互斥锁。共享锁则可以同时有多个读线程,但最多只能有一个写线程,读和写是互斥的,例如ReadWriteLock读写锁,它允许一个资源可以被多线程同时进行读操作,或者被一个线程 写操作,但两者不能同时进行。

    独占锁是一种悲观锁,每次访问资源都先加上互斥锁,这限制了并发性,因为读操作并不会影响数据一致性,而独占锁只允许同时一个线程读取数据,其他线程必须等待当前线程释放锁才能进行读取。

    共享锁则是一种乐观锁,它放宽了加锁的条件,允许多个线程同时进行读操作。

    3、公平与非公平锁

    根据线程获取锁的抢占机制锁可以分为公平锁和非公平锁,公平锁表示线程获取锁的顺序是按照线程加锁的时间多少来决定的,也就是最早加锁的线程将最早获取锁,也就是先来先得的FIFO顺序。而非公平锁则运行闯入,也就是先来不一定先得。

    ReentrantLock提供了公平和非公平锁的实现:
    公平锁ReentrantLock pairLock = new ReentrantLock(true);
    非公平锁 ReentrantLock pairLock = new ReentrantLock(false);
    如果构造函数不传递参数,则默认是非公平锁。

    在没有公平性需求的前提下尽量使用非公平锁,因为公平锁会带来性能开销。
    假设线程A已经持有了锁,这时候线程B请求该锁将会被挂起,当线程A释放锁后,假如当前有线程C也需要获取该锁,如果采用非公平锁方式,则根据线程调度策略线程B和C两者之一可能获取锁,这时候不需要任何其他干涉,如果使用公平锁则需要把C挂起,让B获取当前锁。

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