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多线程并发知识概况

2018-07-30 17:00:57   0  举报

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多线程知识概况

多线程

phimine

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大纲/内容

Java内存模型

内存屏障Memory Barrier

保证特定操作的执行顺序<br>

保证特定数据的内存可见性

happens-before规则

程序顺序规则

监视器锁规则

volatile域规则

传递性规则

指令重排序

为了提高性能

存在数据依赖性的操作间不会重排序

as-if-serial语义

线程间通信

共享变量

JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系

线程间通信方式

线程状态转换

等待/通知

thread.join()

原子操作

基本类型

AtomicBoolean

AtomicInteger

AtomicLong

数组

AtomicIntegerArray

AtomicLongArray

AtomicReferenceArray

引用类型

AtomicReference

AtomicReferenceArrayFieldUpdater

核心

CAS+自旋

volatile

volatile实现机制

语义/作用

可见性

禁止指令重排

happen-before原则

并发集合

ConcurrentHashMap

ConcurrentLinkedQueue

其他

ThreadLocal

Fork/Join

并发基础

AQS

设计模式

设计原理

两种共享方式

Exclusive独占模式

Share共享模式

三个基本组件

同步状态的原子性管理

线程的阻塞和唤醒

队列的管理

同步队列

等待队列

ConditionObject源码

字段

firstWaiter

lastWaiter

await()

Thread.interrupted() 可中断设置

addConditionWaiter() 将线程放入队列尾部lastWaiter

fullyRelease(node) 释放资源

LockSupport.park(this) 挂起线程，等待唤醒

signal()

isHeldExclusively() 判断当前线程是否占有锁，不占有则抛异常IllegalMonitorStateException

doSignal(first) 对队列首结点（一般为当前结点）执行唤醒操作，具体见下一步骤<br>

transferForSignal(node) 当前结点状态设为0，enq(node)线程移至同步队列，并将其前驱结点状态设为SIGNAL

signalAll()

源码分析

重要字段

int state

Node head

Node tail

公共方法

compareAndSetState

compareAndSetHead

comapreAndSetTail

comapreAndSetWaitStatus

compareAndSetNext

子类需要实现的自定义方法

独占模式锁

tryAcquire(int)

tryRelease(int)

isHeldExclusively()

共享模式锁

tryAcquireShared(int)

tryReleaseShared(int)

资源获取和释放机制

CAS

Unsafe核心类

反射机制new实例

核心方法

native objectFieldOffset

native compareAndAddInt

缺陷

ABA问题

自旋时间过长的话，会造成CPU浪费，长时间做无用功

只能针对一个共享变量

synchronized

synchronized原理

1. 锁的是什么？

对象

2. 如何实现的锁对象？

对象头-Mark Word记录锁状态信息

如何分配monitor

1.6的锁优化

锁粗化

锁清除

轻量级锁

偏向锁

适应性自旋

自旋timeout时间根据上个线程自旋时间动态变化

CPU使用率较低时一直自旋

自旋数量超过CPU数量/2时，直接进入阻塞

CPU节能模式不自旋

锁升级

1. 偏向锁（适用于无竞争情况，当出现多个线程时升级成轻量级锁）

2. 轻量级锁（适用于多线程交替持有锁情况，当出现竞争时膨胀成重量级锁）

3. 重量级锁（多线程同时竞争锁）

使用锁的优化策略

减少锁时间

减小锁粒度

锁粗化

读写锁

锁

ReentrantLock

结构

内部类Sync

继承自AQS

锁的同步操作是委托给Sync具体执行的

实现公平性和非公平性两种锁

Lock接口的实现

void lock()

void unlock()

boolean tryLock()

Condition newCondition()

特性

可重入

线程的再次进入

锁的真正释放

可中断

可限时

支持公平锁

支持非公平锁

ReentrantReadWriteLock

Condition

并发工具类

CyclicBarrier

CountDownLatch

Semphore

线程池

Executor

ThreadPoolExecutor

Callable、Future

ScheduledExecutorService

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003 - 并发与多线程处理及应用

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