2022-08-04 第二小组 张晟源()

JAVA(多线程,锁,线程池)

一, LockSupport工具类

线程阻塞的工具类,所有方法都是静态方法,可让线程在任意位置阻塞,阻塞后也有唤醒方法

park:停车,把Thread看成一辆车,park就是让车停

unpark:可看作让车启动跑起来

区别:

都可以实现wait和notify的功能,但不和wait和notify交叉使用

都不会出现死锁

blocker的作用看到阻塞对象的信息

package duoxiancheng.suo;

import java.util.concurrent.locks.LockSupport;

/**
 * 这里的park和unpark实现了wait和notify的功能
 * 区别:
 *      park:不需要获取某个对象的锁
 *      中断park不会抛出InterruptedException异常,需要在park之后自行判断中断状态
 *      
 */
public class Test16 {
    public static final Object obj = new Object();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable = () -> {
            synchronized (obj) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                //阻塞
                LockSupport.park();
                if(Thread.currentThread().isInterrupted()){
                    System.out.println("被中断...");
//                    LockSupport.unpark();
                }
                System.out.println("继续执行...");
            }
        };
        Thread t1 = new Thread(runnable,"线程1");
        Thread t2 = new Thread(runnable,"线程2");
        t1.start();
        Thread.sleep(1000);
        t2.start();
        Thread.sleep(3000);
        //线程中断
        t1.interrupt();

        LockSupport.unpark(t2);
        t1.join();
        t2.join();

    }
}

二,Lock锁(接口)

lock():加锁

unlock():释放锁

lock接口的实现类ReentrantLock

ReentrantLock,可重入锁

实现了Lock接口

sychronized和Lock的区别

1.Lock是一个接口,synchronized是一个关键字,是由底层(C)语言实现

2.synchronized发生异常时,会自动释放线程占用的锁不会发生死锁

Lock发生异常,若没有主动释放,极有可能占用资源不放手,需要在finally中手动释放锁

3.Lock可以让等待锁的线程响应中断,使用synchronized只会让等待的线程一直等待下去,不能响应中断

4.Lock可以提高多个线程进行读操作的效率

Lock以下功能时synchronized不具备的

ReentrantReadWriteLock:

对于一个应用而言,一般情况下读操作多余写操作,如果只是读操作没有写操作,数据又是线程安全,读写锁给我们提供了一种锁,读的时候可以很多线程一起读,但不能有线程写,写时独占的,当有线程在执行的操作,其他线程不能读,也不能写。

Lock锁的原理cas和aps

synchronized是由c语言实现的,只能作为关键字使用

java提供了一些并发的编程的包,底层的实现cas和aps

三,编发编程三大特性

1.原子性:原子操作可以是一个步骤,也可以是多个步骤,但是顺序不能乱,也不可以被切割只执行其中的一部分,将整个操作视为一个整体,原子性不仅仅是多行代码,也可能是多条指令

2.可见性

3.有序性

CAS:compare and swap,比较并交换。JDK改成了compare and set。

思路:一个元素赋值时,先看看内存里的那个值到底变没变

AQS:抽象队列同步器,用来解决线程同步执行的问题,是一个双向链表

四,线程池

为什么使用线程池

1.降低资源消耗,通过重复利用已创建的线程降低创建和销毁线程造成的资源消耗

2.提高响应速度,当任务到达时,任务可以不需要等到线程创建就能立即执行

3.提高线程的客观理性,使用比较稀缺的资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控

JDK自带的四种线程池通过Executors提供

1.newCachedThreadPool:创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需求,可以灵活回收空闲线程,若无o可回收,创建新线程。

2.newFixedThreadPool:创建一个定长的线程池,可以控制线程最大并发数,超出线程会在队列中等待。

3.newScheduledThreadPool:创建一个定长的线程池,支持定时及周期性任务执行。

4.newSingleThreadExecutor:创建一个单线程化的线程池,他只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有的任务按照指定的顺序执行。

这四种线程池的初始化都调用了同一个构造器:

ThreadPoolExecutor ( int corePoolSize,

  int maximumPoolSize,

  long keepAliveTime,

  TimeUnit unit,

  BlockingQueue<Runnable>  workQueue,

  ThreadFactory  threadFactory,

RejectedExecutionHandler  handler  )

参数的意义:

corePoolSize:线程池里的线程数量,核心线程池大小

maximumPoolSize:指定了线程池里的最大线程数量

keepAliveTime:当线程池数量大于corePoolSize,多出来的空闲线程,多长时间被销毁

unit:时间单位

workQueue:任务队列,用于存放提交但是尚未被执行的任务

threadFactory:线程工厂,用来创建线程,线程工厂是我们new线程的

handler:拒绝策略,是将任务添加到线程池中时,线程池拒绝该任务多采取的响应的措施

常见的工作队列

ArrayBlockingQueue:基于数组的有界阻塞队列。FIFO

LinkBlockingQueue:基于链表的有界阻塞队列。FIFO

线程池提供了四种拒绝策略

AbortPolicy:直接抛出异常,默认的策略

CallerRunPolicy:用调用者所在的线程来执行任务

DiscardOldestPolicy:丢弃阻塞队列中最靠前的任务,并执行当前任务

DiscardPolicy:直接丢弃任务

————————

JAVA(多线程,锁,线程池)

一, LockSupport工具类

线程阻塞的工具类,所有方法都是静态方法,可让线程在任意位置阻塞,阻塞后也有唤醒方法

park:停车,把Thread看成一辆车,park就是让车停

unpark:可看作让车启动跑起来

区别:

都可以实现wait和notify的功能,但不和wait和notify交叉使用

都不会出现死锁

blocker的作用看到阻塞对象的信息

package duoxiancheng.suo;

import java.util.concurrent.locks.LockSupport;

/**
 * 这里的park和unpark实现了wait和notify的功能
 * 区别:
 *      park:不需要获取某个对象的锁
 *      中断park不会抛出InterruptedException异常,需要在park之后自行判断中断状态
 *      
 */
public class Test16 {
    public static final Object obj = new Object();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable = () -> {
            synchronized (obj) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                //阻塞
                LockSupport.park();
                if(Thread.currentThread().isInterrupted()){
                    System.out.println("被中断...");
//                    LockSupport.unpark();
                }
                System.out.println("继续执行...");
            }
        };
        Thread t1 = new Thread(runnable,"线程1");
        Thread t2 = new Thread(runnable,"线程2");
        t1.start();
        Thread.sleep(1000);
        t2.start();
        Thread.sleep(3000);
        //线程中断
        t1.interrupt();

        LockSupport.unpark(t2);
        t1.join();
        t2.join();

    }
}

二,Lock锁(接口)

lock():加锁

unlock():释放锁

lock接口的实现类ReentrantLock

ReentrantLock,可重入锁

实现了Lock接口

sychronized和Lock的区别

1.Lock是一个接口,synchronized是一个关键字,是由底层(C)语言实现

2.synchronized发生异常时,会自动释放线程占用的锁不会发生死锁

Lock发生异常,若没有主动释放,极有可能占用资源不放手,需要在finally中手动释放锁

3.Lock可以让等待锁的线程响应中断,使用synchronized只会让等待的线程一直等待下去,不能响应中断

4.Lock可以提高多个线程进行读操作的效率

Lock以下功能时synchronized不具备的

ReentrantReadWriteLock:

对于一个应用而言,一般情况下读操作多余写操作,如果只是读操作没有写操作,数据又是线程安全,读写锁给我们提供了一种锁,读的时候可以很多线程一起读,但不能有线程写,写时独占的,当有线程在执行的操作,其他线程不能读,也不能写。

Lock锁的原理cas和aps

synchronized是由c语言实现的,只能作为关键字使用

java提供了一些并发的编程的包,底层的实现cas和aps

三,编发编程三大特性

1.原子性:原子操作可以是一个步骤,也可以是多个步骤,但是顺序不能乱,也不可以被切割只执行其中的一部分,将整个操作视为一个整体,原子性不仅仅是多行代码,也可能是多条指令

2.可见性

3.有序性

CAS:compare and swap,比较并交换。JDK改成了compare and set。

思路:一个元素赋值时,先看看内存里的那个值到底变没变

AQS:抽象队列同步器,用来解决线程同步执行的问题,是一个双向链表

四,线程池

为什么使用线程池

1.降低资源消耗,通过重复利用已创建的线程降低创建和销毁线程造成的资源消耗

2.提高响应速度,当任务到达时,任务可以不需要等到线程创建就能立即执行

3.提高线程的客观理性,使用比较稀缺的资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控

JDK自带的四种线程池通过Executors提供

1.newCachedThreadPool:创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需求,可以灵活回收空闲线程,若无o可回收,创建新线程。

2.newFixedThreadPool:创建一个定长的线程池,可以控制线程最大并发数,超出线程会在队列中等待。

3.newScheduledThreadPool:创建一个定长的线程池,支持定时及周期性任务执行。

4.newSingleThreadExecutor:创建一个单线程化的线程池,他只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有的任务按照指定的顺序执行。

这四种线程池的初始化都调用了同一个构造器:

ThreadPoolExecutor ( int corePoolSize,

  int maximumPoolSize,

  long keepAliveTime,

  TimeUnit unit,

  BlockingQueue<Runnable>  workQueue,

  ThreadFactory  threadFactory,

RejectedExecutionHandler  handler  )

参数的意义:

corePoolSize:线程池里的线程数量,核心线程池大小

maximumPoolSize:指定了线程池里的最大线程数量

keepAliveTime:当线程池数量大于corePoolSize,多出来的空闲线程,多长时间被销毁

unit:时间单位

workQueue:任务队列,用于存放提交但是尚未被执行的任务

threadFactory:线程工厂,用来创建线程,线程工厂是我们new线程的

handler:拒绝策略,是将任务添加到线程池中时,线程池拒绝该任务多采取的响应的措施

常见的工作队列

ArrayBlockingQueue:基于数组的有界阻塞队列。FIFO

LinkBlockingQueue:基于链表的有界阻塞队列。FIFO

线程池提供了四种拒绝策略

AbortPolicy:直接抛出异常,默认的策略

CallerRunPolicy:用调用者所在的线程来执行任务

DiscardOldestPolicy:丢弃阻塞队列中最靠前的任务,并执行当前任务

DiscardPolicy:直接丢弃任务