Java知识点梳理——多线程与并发

第一部分：线程模型深度剖析

一、线程的生命周期

线程状态转换图：

1、新建状态（New）
用new关键字和Thread类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新生状态。处于新生状态的线程有自己的内存空间，通过调用start方法进入就绪状态（runnable）。
注意：不能对已经启动的线程再次调用start()方法，否则会出现java.lang.IllegalThreadStateException异常。

2、就绪状态（Runnable）
处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但还没有分配到CPU，处于线程就绪队列（尽管是采用队列形式，事实上，把它称为可运行池而不是可运行队列。因为cpu的调度不一定是按照先进先出的顺序来调度的），等待系统为其分配 CPU。等待状态并不是执行状态，当系统选定一个等待执行的Thread对象后，它就会从等待执行状态进入执行状态，系统挑选的动作称之为“cpu调度”。一旦获得CPU，线程就进入运行状态并自动调用自己的run方法。
提示：如果希望子线程调用start()方法后立即执行，可以使用Thread.sleep()方式使主线程睡眠一伙儿，转去执行子线程。

3、运行状态（Running）
处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。
处于就绪状态的线程，如果获得了cpu的调度，就会从就绪状态变为运行状态，执行run()方法中的任务。如果该线程失去了cpu资源，就会又从运行状态变为就绪状态。重新等待系统分配资源。也可以对在运行状态的线程调用yield()方法，它就会让出cpu资源，再次变为就绪状态。

当发生如下情况是，线程会从运行状态变为阻塞状态：
①、线程调用sleep方法主动放弃所占用的系统资源
②、线程调用一个阻塞式IO方法，在该方法返回之前，该线程被阻塞
③、线程试图获得一个同步监视器，但更改同步监视器正被其他线程所持有
④、线程在等待某个通知（notify）
⑤、程序调用了线程的suspend方法将线程挂起。不过该方法容易导致死锁，所以程序应该尽量避免使用该方法。
当线程的run()方法执行完，或者被强制性地终止，例如出现异常，或者调用了stop()、desyory()方法等等，就会从运行状态转变为死亡状态。

4、阻塞状态（Blocked）
处于运行状态的线程在某些情况下，如执行了sleep（睡眠）方法，或等待I/O设备等资源，将让出CPU并暂时停止自己的运行，进入阻塞状态。阻塞的情况分三种：

（1）等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，JVM会把该线程放入等待池中。
（2）同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁（synchronized）被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池中。
（3）其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。

在阻塞状态的线程不能进入就绪队列。只有当引起阻塞的原因消除时，如睡眠时间已到，或等待的I/O设备空闲下来，线程便转入就绪状态，重新到就绪队列中排队等待，被系统选中后从原来停止的位置开始继续运行。有三种方法可以暂停Threads执行。
5、死亡状态（Dead）

第二部分：显示锁和AQS底层原理分析

https://www.cnblogs.com/qlsem/p/11487783.html

第三部分：并发容器深度剖析

一、ConcurrentHashMap

1、HashMap:

在多线程环境下，put操作会引起死循环，导致CPU利用率接近100%，所以在并发情况下不能使用HashMap。

2、HashTable：

HashTable容器使用synchronized来保证线程安全，但在线程竞争激烈的情况下HashTable的效率非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法时，其他线程访问HashTable的同步方法时，可能会进入阻塞或轮询状态。如线程1使用put进行添加元素，线程2不但不能使用put方法添加元素，并且也不能使用get方法来获取元素，所以竞争越激烈效率越低。

3、ConcurrentHashMap:

https://www.cnblogs.com/yydcdut/p/3959815.html
https://blog.csdn.net/weixin_44460333/article/details/86770169

二、ConcurrentLinkedQueue

https://blog.csdn.net/qq_38293564/article/details/80798310

第四部分：CAS原子操作及相关类

一、基本数据类型

（1）AtomicInteger

https://blog.csdn.net/fanrenxiang/article/details/80623884
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1647621616629561468&wfr=spider&for=pc

（2）AtomicLong

https://blog.csdn.net/weixin_42146366/article/details/87820373
https://blog.csdn.net/weixin_42146366/article/details/105378681

（3）AtomicBoolean

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1647915101064077163&wfr=spider&for=pc

二、数组

（1）AtomicIntegerArray

（2）AtomicLongArray

（3）AtomicReferenceArray

三、引用类型

（1）AtomicReference

https://www.cnblogs.com/fhblikesky/p/13692643.html

第五部分：JUC并发编程工具掌握

（1）CountDownLatch：减法计数器

（2）CyclicBarrier：加法计数器

（3）Semaphore：计数信号量

https://www.cnblogs.com/seizedays/archive/2020/03/25/12564441.html

第六部分：JUC中的FutureTask实战

第七部分：JDK中线程池工作机制、Fork/Join原理剖析

https://www.cnblogs.com/zedosu/p/6665306.html