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2021-05-28 17:49:10   2  举报

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AI智能生成

CAS、AQS

并发编程

cas

AQS

线程状态图

作者其他创作

大纲/内容

Synchronized

javap --> 反编译代码：有一个monitor enter指令，多个monitor exit指令（避免发生异常导致不能monitor exit）

AQS

1、State（volatile）

<ul><li>模板模式：根据自己同步器需要满足的性质实现线程获取和释放资源的方式（修改同步状态变量State的方式）</li></ul>

<ul><li>三种访问方式</li></ul>

1、getState()

2、setState()

3、compareAndSetState()：CAS保证了节点的原子性

<ul><li>使用volatile保证了head、tail节点操作中的有序性和可见性</li></ul>

2、CLH 内部队列

<ul><li>Node节点</li></ul>

1、wateStatus

<ul><li>CANCELLED：1  说明该线程中断或者等待超时，需要移除该线程</li></ul>

<ul><li>SIGNAL： -1   处于唤醒状态，只要前继结点释放锁，就可执行该线程</li></ul>

<ul><li>CONDITION： -2  与Condition（条件队列）相关，该标识的结点处于等待队列中；当其他线程调用了Condition的signal()方法后，CONDITION状态的结点将从等待队列转移到同步队列中，等待获取同步锁。</li></ul>

<ul><li>PROPAGATE： -3   在共享模式中，该状态标识结点的线程处于可运行状态。</li></ul>

2、prev（阻塞队列）：是同步线程队列中保存的前置节点的地址。

3、next（阻塞队列）：是同步线程队列中保存的后续节点的地址。

4、thread：同步线程队列主要存储的线程信息。

5、nextWaiter（条件队列）：条件队列是使用单向列表保存的，用 nextWaiter来连接。

子主题

1、同步队列

原理：当线程获取资源失败后，就进入同步队列的尾部保持自旋等待；不断判断自己是否是链表的头节点；如果是头节点，就不断参试获取资源，获取成功后则退出同步队列。

2、条件队列

原理：是为Lock实现的一个基础同步器，并且一个线程可能会有多个条件队列，只有在使用了Condition才会存在条件队列。

3、两种资源共享的方式

1、独占锁

概念：同一时刻只允许一个线程访问共享资源

类

<ul><li>ReentrantLock</li></ul>

2、共享锁

概念：同一时刻允多个线程访问共享资源

类

<ul><li>Semaphore</li></ul>

核心思想（可用于限流方案）：可以认为Synchronized代表的是一把锁，那么Semaphore就是多把锁。

核心方法

1、Semaphore(int permits):构造方法，创建具有给定许可数的计数信号量并设置为非公平信号量。

2、Semaphore(int permits,boolean fair):构造方法，当fair等于true时，创建具有给定许可数的计数信号量并设置为公平信号量。

3、void acquire():从此信号量获取一个许可前线程将一直阻塞。相当于一辆车占了一个车位。

4、void acquire(int n):从此信号量获取给定数目许可，在提供这些许可前一直将线程阻塞。比如n=2，就相当于一辆车占了两个车位。

5、void release():释放一个许可，将其返回给信号量。就如同车开走返回一个车位。

6、void release(int n):释放n个许可。

7、int availablePermits()：当前可用的许可数。

<ul><li>CountDownLatch</li></ul>

1、new CountDownLatch(4)：此时会创建一个AQS的同步队列，并把创建CountDownLatch 传进来的计数器赋值给AQS队列的 state（4）.

2、countDownLatch.wait()：会创建一个节点，加入到AQS阻塞队列，并同时把当前线程挂起。

3、countDownLatch.down()：AQS内部是通过释放锁的方式，对state进行减1操作，当state=0的时候，将AQS阻塞队列里的节点线程全部唤醒。

LockSupport.park()：作用是阻塞当前线程

LockSupport.unpark(Thread)：停止阻塞某线程

实质：实质都是通过UnSafe类使用了CPU的原语

作用：让排队的线程阻塞掉（停止其自旋，自旋会消耗CPU资源），并在需要的时候，可以方便的唤醒阻塞掉的线程。

CAS

1、依赖Unsafe类中的compareAndSwapInt,借助C来调用CPU底层指令实现的。

2、CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做（然后自旋）。

AtomicInterger（限流）

1、ABA问题。

<ul><li>AtomicStampedReference/AtomicMarkableReference来处理会发生ABA问题的场景，主要是在对象中额外再增加一个标记来标识对象是否有过变更。</li></ul>

2、循环时间长开销大。自旋CAS如果长时间不成功，会给CPU带来非常大的执行开销。

线程

线程池

四种线程池

1、SingleThreadExecutor

单例线程池：循环使用，只会有一个线程。

2、CachedThreadPool

缓存线程池：可重用线程，如果没有可用的线程，既新增；移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。因此，长时间空闲的线程池不会占用任何资源。

3、FixedThreadPool

定长线程池：指定工作线程数量的线程池，提交一个任务新建一个线程，直到饱和；如何工作任务达到线程的最大数，既存入池队列中。

4、ScheduledThreadPool

周期线程池：创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。（延时）

核心参数

1、corePoolSize：核心线程数

<ul><li>核心线程会一直存活，及时没有任务需要执行</li></ul>

<ul><li>当线程数小于核心线程数时，即使有线程空闲，线程池也会优先创建新线程处理</li></ul>

<ul><li>设置allowCoreThreadTimeout=true（默认false）时，核心线程会超时关闭</li></ul>

2、queueCapacity：任务队列容量（阻塞队列）

<ul><li>当核心线程数达到最大时，新任务会放在队列中排队等待执行</li></ul>

3、maxPoolSize：最大线程数

<ul><li>当线程数>=corePoolSize，且任务队列已满时。线程池会创建新线程来处理任务</li></ul>

<ul><li>当线程数=maxPoolSize，且任务队列已满时，线程池会拒绝处理任务而抛出异常</li></ul>

4、keepAliveTime：线程空闲时间

<ul><li>当线程空闲时间达到keepAliveTime时，线程会退出，直到线程数量=corePoolSize</li></ul>

<ul><li>如果allowCoreThreadTimeout=true，则会直到线程数量=0</li></ul>

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