Java多线程（一）

2022-09-21 09:50:05 浏览数 (1)

本文最后更新于 493 天前，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

一、线程

1. 线程方法

  1. new T1().run() 调用run方法，同步的
  2. Thread.yield() 让一下CPU，线程进入等待队列，从RUNNING变为RUNABLE状态
  3. t.join() 等待t线程运行结束再运行

2. 线程状态

注意：Wating的原因

二、关键字

1. volatile

  1. 保证线程可见性
  • MESI
  • 缓存一致性协议
  1. 禁止指令重排序
  • loadfence原语指令（读屏障）
  • storefence原语指令（写屏障）
  • DCL单例（Double Check Lock）
  • DCL指令重排序可能造成的问题
    • new对象的过程
      1. 分配内存（数据为默认值）
      2. 初始化数据
      3. 引用变量指向对象的内存地址
    • 指令重排序后，上诉步骤可能变成1-3-2，执行完3时，假如另一个线程来获取实例，通过Double Check的第一个Check检查时，发现引用变量不为NULL（此时引用变量指向的是刚分配内存但未初始化数据的对象），便拿去使用了，造成事故
  • 单例模式，饥汉式的缺点，程序一启动就创建对象，占内存。饿汉式是需要时再创建对象。

三、锁

1. synchronized

  1. Hotspot：synchronized通过对象头里的两位（总共64位）来标记的
  2. Synchronized加到非静态方法上等效于，synchronized(this){}
  3. Synchronized加到静态方法上等效于，synchronized(T.class){}
  4. synchronized异常会释放锁，可能造成数据异常（其他线程拿到的数据可能是没处理完的）
  5. synchronized的底层实现 jdk早期：重量级-os 后来改进：锁升级（只升不降） 没错，我就是厕所所长！
  • 坑位偏向锁一把，先到先得，本所小线程负责贴标签（记录线程id）
  • 人少请自旋，其他线程为RUNABLE状态，占cpu，但不访问操作系统，在用户态解决，不经过内核态
  • 打转儿的次数够多（JDK1.6规定为10次），或者打转儿的人够多（JDK目前规定为自旋线程超过CPU内核数的一半），我们小线程们负责找重量级老大申请重量级锁-os，其他线程为WATTING状态，不占cpu，适合临界区执行时间长的场景
  1. synchronized(Object)不能锁String常量、Integer、Long，因为可能在不同的地方对同一个对象上了锁
  2. 不阻止指令重排序
  3. 锁的颗粒度尽量小
  4. 锁对象时，尽量使用final来定义引用变量，避免使用过程中，引用变量指向其他对象，造成线程不同，同一个锁，锁的对象不同，引发事故

2. CAS

Compare And Set，无锁优化，自旋

CPU原语支持，运行期间不被打断

代码语言：javascript复制
cas(V,Expected,NewValue)
if V==E
    V=New
otherwise 
    try again or fail

ABA问题

线程1读取的共享变量为A，进行CAS操作，期间其他线程将该变量修改为B后，又修改为A。CAS认为此变量符合预期。

解决方式：加版本号

java.util.concurrent.atomic包下都是CAS原理

atomicLong在并发量较低的环境下，线程冲突的概率比较小，自旋的次数不会很多。但是，高并发环境下，N个线程同时进行自旋操作，会出现大量失败并不断自旋的情况，此时AtomicLong的自旋会成为瓶颈。

AtomicLong中有个内部变量value保存着实际的long值，所有的操作都是针对该变量进行。也就是说，高并发环境下，value变量其实是一个热点，也就是N个线程竞争一个热点。

LongAdder的基本思路就是分散热点，将value值分散到一个数组中，不同线程会命中到数组的不同槽中，各个线程只对自己槽中的那个值进行CAS操作，这样热点就被分散了，冲突的概率就小很多。如果要获取真正的long值，只要将各个槽中的变量值累加返回。

这种做法有没有似曾相识的感觉？没错，ConcurrentHashMap中的“分段锁”其实就是类似的思路。

3. ReentrantLock

需要手动lock和unlock，一般将unlock写到finally里。synchronized遇到异常会自动释放锁，而ReentrantLock不会。

底层为CAS加等待队列

trylock：尝试获取锁

代码语言：javascript复制
boolean locked = false;
try {
   locked=lock.tryLock(time:5,TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("m2..." Locked);
} catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
} finally {
if(locked) lock. unlock();
}

lockInterruptibly允许在等待时由其它线程调用等待线程的Thread.interrupt方法来中断等待线程的等待而直接返回，这时不用获取锁，而会抛出一个InterruptedException。

公平锁

参数为true表示为公平锁，请求锁的线程在等待队列里FIFO

代码语言：javascript复制
ReentrantLock lock=new ReentrantLock(true);

4. CountDownLatch

代码语言：javascript复制
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch;
countDownLatch.countDown();
try {
     countDownLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
     e.printStackTrace();
}
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