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并发编程

2025-10-27 19:52:17   0  举报

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AI智能生成

并发编程学习

并发

模版推荐

作者其他创作

大纲/内容

并发编程

并发并行串行

并发

两个以上同时发生

抢着做一件事

一个车道

高并发

达到系统承受能力的极限

并行

两个以上的人同时给你做事情

5个车道

串行

排着做

如何提供并发能力

1.sql优化缓存接口设计

2. 内存磁盘网卡 cpu 带宽

3. CPU 多核超核 

多线程

线程

创建

Thread

Runnable

Callable/FetureTask

new FutureTask(Callable)

new Thread(task)

task.get

线程池

生命周期

new

创建未调用start

runnable

调用start

blocked

sync lock

被动等待只能阻塞

waiting

wait join park 

等待其他人

time_waiting

有时间的等待

sleep

park

join

interupted

任务结束终止

强行关闭

stop

不推荐使用

interrupt

中断信号线程自己决定关闭

Thread.currentThread.isInterrupted()

isInterrupted

中断标记的状态

interrupted

获取终端标记复位

join

底层是wait

锁

synchronized

并行改串行

会有标记对象头

锁范围

类锁

对象锁

锁升级

why 提升性能

阻塞唤醒耗性能

流程

偏向锁

偏向某个线程

对象头记录锁的信息  线程id

轻量级锁

自旋 + CAS

有没有释放锁释放了拿到锁

乐观锁不阻塞线程

重量级锁

CAS

compareAndSwap

判断有没有被人改过

配合自旋使用

ABA问题

加个版本号

RentrantLock

并行改串行

原理

UnFair

Init Try ACQUIRE

CAS改volatile state

成功

标记获取锁的线程

失败

state == 0

获取锁

state ！= 0 且是当前线程

重入 + 1

获取锁成功

Try ACQUIRE 

CAS

addWaiter Node（Thread）

CAS 加入新节点

Acquire Queued

如果前面一个节点是head

自旋CAS尝试获取锁

LockSupport.park<br>

unlock

tryrelease

修改state状态

重入锁-1

线程改为null

waistatus 是否异常

异常从尾部遍历找正常的节点

并发情况下先设置的是pre节点 next节点可能没设置所以是反向遍历

unpark head后一个节点

head基本为虚拟节点

公平锁unlock 必须在队列

Sync RentrantLock

JDK 底层 api

Sync 异常释放锁

lock能响应中断 Sync不会

lock可以公平锁

都是可重入锁

1.6Sync性能差后面有了锁升级

lock可以手动释放设置超时

lock可以有多个等待队列

乐观锁

不阻塞其他线程

悲观锁

阻塞其他线程

并发

原子性

当前操作的时候不允许有其他人进行操作

经典案例 i++

可见性

线程改的变量其他线程得可见

有序性

在多线程的时候代码的执行顺序会发生变更

单线程不会

可见性有序性产生原因

CPU

<br>

HZ总线频率

缓存性能提升

缓存一致性问题

总线锁

MESI

主线缓存不一致只缓存再当前CPU

数据只在当前CPU没有被修改

数据缓在多个CPU且没有被修改

数据在当前CPU无效

多CPU异步操作导致的

StoreBuffer

更改操作

Invalidate queue

是其他CPU缓存无效化

volatile

HappensBefore

程序顺序性规则

锁定原则

volatile

Thread.start

Thread.join

Thread.inturrept

传递性原则

ThreadLocal

每个线程都有自己的副本

源码

Thread找到T和TheadLocal Map

get

when null

initValue

createMap

new ThreadLocalMap(key, value)

数组 size16

& 计算获取下标值

是否hash冲突（线性探测法）

不冲突数组 item 放入 Entry

key为thread local对象的hashcode. 

key为弱引用 value强引用

如果Threadlocal对象引用希望对象可以回收

冲突放入后一个节点

设置扩容因子  2/3

set

threadlocal的key获取下标

是否hash冲突

否

直接存

是

找key相等存入或者数组item == null的时候直接存

key为null

向前向后将key=null的替换成null

下一次遍历找i

面试题

1. 为什么key要用弱引用

当threadlocal引用断开时希望可以回收

2. 为什么value不用强引用

key存在value为nul不合理

3. Threadlocal如何实现线程隔离

每个线程一个ThreadLocalMap

线程获取ThreadLocalMap

16长度的的数组

不同的Threadlocal 存在不同的下标位置

4. ThreadLocalMap如何防止内存泄漏

ThreadLocal对象在Entry中是弱引用

ThreadLocal有完善的机制回收key == null的对象

使用的时候remove

5. 怎么解决hash冲突

hashcode有魔术尽可能保证不冲突

线性探测找到下一个为null的节点

6. 扩容

2倍扩容

原来的值rehash存储

HashMap

new HashMap

大小

2的幂次方

hash与计算的时候  决定因素为 hashcode 而不是数组长度

扩容因子

put

key hash

hashcode 高低16位异或运算

降低hash冲突扰动函数

resize()

初始化node的数组

新建一个长度2倍的数组

rehash挪数据

hash 冲突

链地址

生成链表

长度超过8 数组长度大于等于64 转为红黑树

红黑树长度小于等于6转为链表

面试题

1. hashmap如何扩容的

1. 构造方法可传初始容量和扩容因子，初始容量会初始化为2的倍数

2. 如果没有设置就是16，扩容因子为0.75

3. 申请一个双倍容量的数组，迁移数据

2. hashmap是如何解决冲突的

1. hashcode 低 16 位与高16位异或运算

2. 如果冲突会通过链地址法解决冲突

3. 如果链表长度大于8 数组长度小于64 会触发扩容  数组长度大于64会转为红黑树

4. 红黑树长度小于6会转化为链表

3. 并发的时候会产生什么问题

覆盖 

数据丢失

报错

链表或者冲突

CHM

put

数组节点为空

CAS

数组有值

synchronized

线程池

使用固定的线程数来执行不定的Task

ThreadPoolExecutor

核心参数

核心线程数

最大线程数

最大空闲时间

时间单位

队列

线程工厂

拒绝策略

流程

构造方法

execute

<br>

小于核心线程

核心线程执行

大于核心线程进阻塞队列

核心线程也会消费

阻塞队列满了

由工作线程执行不超过最大线程

最大线程满了执行拒绝策略

面试题

1 核心线程和最大线程会被回收吗

只有核心线程数和最大线程数的说法，回收上没有区别的 

timed maxThread > core num or 允许核心线程回收

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线程池（状态/参数/底层原理）

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