多线程
2021-10-06 17:20:29 0 举报AI智能生成
多线程这块学的比较散，整理的有点粗糙，比如线程池这块，堵塞队列这块，还有线程创建的状态等等。很多细节都没学到。
作者其他创作
大纲/内容
多线程基础
线程的状态
子主题
volatile
概括：
线程会对volatile修饰的变量，执行写操作时会立刻把写入的值刷新到主存内，同时副本失效，同步数据
有序性
每个volatile写操作前面都加storestore屏障，禁止上面普通写和它重排，每个写后面都加入StoreLoad屏障禁止跟下面的进行重排。
每个volatile读操作前面都加LoadLoad屏障，禁止上面普通读和它重排，每个读后面都加入LoadStore屏障禁止跟下面的进行重排。
不保证原子性
如果一个变量被volatile修饰了，那么每次读取变量的时候是最新的，但是自增操作这样非原子操作就不会保证原子性
解决：加锁，使用原子类
volatile为为什么无法保证原子性？
可见性
happen-before原则
A和B线程执行：如果A Happen-Before B<br>可以保证A 操作完后，A的执行结果堆B操作是可见的
原理：执行写操作的时候jvm会给cpu发送一条lock前缀指令
cpu会立即将这个值写回主存
会使其他cpu缓存副本失效（触发mesi）
mesi缓存一致性协议
原理：各个cpu会对总线进行嗅探，如果发现有人修改了某个缓存的数据，那么cpu会将自己本地的缓存过期掉，再次读取变量的时候，就会从主内存重新加载最新的数据
八种可见性规则<br>
synchronized
有序性
原子性
指令重排的问题不能解决
修饰的位置
对象的普通方法 锁定方法所在对象
代码块 synchronized(this) 锁定方法所在对象
代码块 synchronized(对象) 锁定指定对象
代码块 synchronized(对象.class) 锁定类
类方法 static synchronized 锁定类
锁变化
自旋锁
当一个线程在获取锁的时候，如果锁已经被其它线程获取，那么该线程将循环等待，然后不断的判断锁是否能够被成功获取，直到获取到锁才会退出循环。
锁消除
分析对象是不是只能被一个线程来加锁，如果没有其他线程来竞争锁，这个编译器就不自动加锁和解锁了
锁粗化
如果有连续多次加锁释放锁的代码，会给合并为一个锁，就是锁粗化，把一个锁搞粗化了，避免频繁加锁释放锁、
偏向锁
如果发现大概率只有一个线程执行这个锁，会为这个锁维护一个偏向锁，后面的加锁和释放锁，都会基于偏向锁，不需要cas，也可能有其他线程进行锁竞争，不过概率很小。
轻量级锁
如果偏向锁没能成功实现，因为不同线程同步竞争太频繁了，此时就会尝试采用轻量级的方式加锁，就是将对象头的markword里有一个轻量级锁的指针，尝试指向持有锁的线程，然后判断是不是自己加的锁。
重量级锁
当系统检查到锁是重量级锁之后，会把等待想要获得锁的线程进行阻塞，被阻塞的线程不会消耗cpu。但是阻塞或者唤醒一个线程时，都需要操作系统来帮忙，这就需要从用户态转换到内核态，而转换状态是需要消耗很多时间的，有可能比用户执行代码的时间还要长。
cas（V,A,B）
CAS原理
cas机制使用了三种操作:内存地址v，旧的预期值，要修改的新值B，更新一个变量的时候，只有当变量的预期值和内存地址v的实际值相同时，才会将内存地址修改成b。
缺点：
cpu开销过大，并发高的时候，反复尝试更新一个值的变量，多线程反复尝试更新一个值的变量，可能有很多线程不停的自旋。
不能保证代码块的原子性，需要保证三个变量共同进行原子性更新，就不得不使用synchronized
concurrentHashMap
扩容机制
子主题
put方法
进行高低位与运算，后进行put，如果key的hashcode相同，进行eq操作，如果eq一样，就不变
eq不一样，说明不是相同对象，挂在相同hash下的链表中，当链表长度大于8，而数组总长度没达到64，进行扩容机制
<ol><li>在链表长度大于 8 并且 表的长度大于 64 的时候会转化红黑树，当链表长度小于6会转会链表</li></ol>
get方法
volatile
size方法
aqs抽象队列同步器
ReentrantLock和aqs之间的关系，reentrantLock内部包含了一个aqs，这个aqs就是实现加锁和释放锁关键核心组件。
实现原理
1.aqs核心是state，int类型表示加锁状态，初始值0
2.aqs内部还有变量，用来记录加锁的是哪个线程，初始化状态，null
3.线程1跑过来调用reentrantlock的lock方法尝试加锁，这个加锁的过程，就是cas操作state的值从0编程1，设置当前加锁的线程是1
4.线程2一看state的值不是0，说明有人加过锁了，线程看是不是自己加的锁，不是加锁失败，会将自己放入等待队列中，如果是自己之前加的锁，将aqs里面的state加1.
4.线程1执行完自己的业务逻辑代码后，就会释放锁，将aqs的state减一，如果state是0，就彻底释放锁，将加锁线程变量也设置null，等待队列线程尝试加锁。
线程池
java内存模型
threadLocal
作用：
threadlocal为每个线程变量都创建了一个变量副本，线程之间数据隔离
原理
ThreadLocal 原理：每个线程的内部都维护了一个 ThreadLocalMap，它是一个 Map（key,value）数据格式，key 是一个弱引用，也就是 ThreadLocal 本身，而 value 存的是线程变量的值。
方法
get()
把当前线程作为map的key去拿值
map不为空说明有值，返回
set(value)
把当前线程作为map的key，如果设置过值，就进行修改，没值就进行设置
内部是threadmap-创建的是entry,key-value形式，key是threadlocal本身，value是设置的值，（弱引用）
remove
引发的相关问题
内存泄露问题
ThreadLocal 在 ThreadLocalMap 中是以一个弱引用身份被 Entry 中的 Key 引用的，因此如果 ThreadLocal 没有外部强引用来引用它，那么 ThreadLocal 会在下次 JVM 垃圾收集时被回收。这个时候 Entry 中的 key 已经被回收，但是 value 又是一强引用不会被垃圾收集器回收，这样 ThreadLocal 的线程如果一直持续运行，value 就一直得不到回收，这样就会发生内存泄露。
队列
ArrayBlockingQueue
一个由数组结构组成的有界阻塞队列
<span style="font-size: inherit;">数组实现的有界BlockingQueue，该队列满足先入先出的特性，它是一个典型的有界缓存<br> 有一个固定大小的数组保存元素，一旦创建好了以后，容量就不能改变了。</span><br>
方法
LinkedBlockingQueue
一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
LInkedTransferQueue
一个由链表结构组成的无界阻塞队列
DelayQueue
一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列
LinkedBlockingDeque
一个由链表结构组成的双向阻塞队列
PriorityBlockingQueue
一个支持优先级排序的无界阻塞队列
SynchronousQueue
一个不存储元素的阻塞队列
DelayedWorkQueue
优先级队列
0 条评论
下一页
