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深色模式

Java 多线程相关知识 ​

线程状态（6种） ​

  1. NEW
  2. RUNNABLE
    • READY
    • RUNNING
  3. BLOCKED
  4. WAITING
  5. TIME_WAITING
  6. TERMINATED

Java 锁 ​

Monitor机制 ​

每一个对象都有一个monitor，即监视器。

Monitor的机制如下图：

java的Monitor机制

The Owner：同一时刻，只能有一个对象持有monitor。

Entry Set：当一个线程要获取monitor时，会首先进入entry-set排队，如果monitor没有被其它线程持有，这个线程会和wait-set中被唤醒的其它线程竞争monitor。

Wait Set：当一个线程持有monitor时，该monitor关联的对象调用了 wait()方法，那么这个线程会释放monitor，并且进入wait-set中等待。然后，当该monitor关联的对象调用了 notify() 或 notifyAll() 方法后，wait-set中的线程被唤醒，被唤醒的线程将与entry-set中的线程竞争monitor。（ notify()方法会随机唤醒一个线程。）

死锁的4个条件 ​

  1. 互斥条件：该资源任意一个时刻只由一个线程占用。
  2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
  3. 不剥夺条件：线程已获得的资源在末使用完之前不能被其他线程强行剥夺，只有自己使用完毕后才释放资源。
  4. 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

锁的分类 ​

线程是否锁住同步资源？ ​

  • 锁住
    • 悲观锁
      • 认为自己在使用数据的时候一定有别的线程来修改数据。
      • synchronized 关键字和 Lock 的实现类都是悲观锁。
  • 不锁住
    • 乐观锁
      • 认为自己在使用数据时不会有别的线程修改数据。
      • 无锁编程，CAS算法，Java原子类。

锁住同步资源失败，线程是否阻塞？ ​

  • 阻塞
  • 不阻塞
    • 自旋锁
      • 避免线程切换的开销。
      • 要占用处理器的时间。
    • 适应性自旋锁
      • 自动调节自旋等待时间。
      • CAS算法，Java原子类。

多个线程竞争同步资源的流程细节区别？ ​

  • 不锁住资源，多个线程中只有一个能修改资源成功，其它线程会重试。
    • 无锁
  • 同一个线程执行同步资源时自动获取资源。
    • 偏向锁
  • 多个线程竞争同步资源时，没有获取资源的线程自旋等待锁释放。
    • 轻量级锁
  • 多个线程竞争同步资源时，没有获取资源的线程阻塞等待唤醒。
    • 重量级锁

多个线程竞争锁时要不要排队？ ​

  • 排队
    • 公平锁
  • 先插队，插队失败再排队
    • 非公平锁

一个线程中的多个流程能不能获取同一把锁？ ​

  • 能
    • 可重入锁
  • 不能
    • 非可重入锁

多个线程能不能共享一把锁？ ​

  • 能
    • 共享锁
  • 不能
    • 排他锁

线程调度相关方法 ​

Object ​

  1. wait()：释放锁。
  2. notify()：随机唤醒。
  3. notifyAll()：唤醒所有。

Thread ​

  1. sleep()：不释放锁。线程暂停。
  2. yield()：使用线程从RUNNING回到RUNNABLE状态，以使其它相同优先级的线程有运行的机会。
  3. join()：等待子线程执行完。

启动线程的方式 ​

  1. Thread
  2. Runnable
  3. Callable

Java 线程池 ​

ThreadPoolExecutor 类 ​

构造方法参数 ​

  1. int corePoolSize：核心池的大小，核心池在初始状态下，没有线程，当有任务过来时，会创建线程，直到达到corePoolSize个数。
  2. int maximumPoolSize：线程数的上限，当任务队列满时，会额外创建临时线程，临时线程与核心线程的总数达到maximumPoolSize后，会采用拒绝策略。
  3. long keepAliveTime：临时线程的空闲时长，超过corePoolSize的线程的idle时长，超过这个时间，多余的线程会被回收。
  4. TimeUnit unit：时间的单位
  5. BlockingQueue<Runnable> workQueue：任务队列，核心线程无空闲，则新任务进入队列中，队列满，则创建临时线程。
  6. ThreadFactory threadFactory：新线程的产生方式
  7. RejectedExecutionHandler handler：拒绝策略

线程池的任务处理策略 ​

  1. 如果当前线程池中的线程数目小于corePoolSize，则每来一个任务，就会创建一个线程去执行这个任务；
  2. 如果当前线程池中的线程数目>=``corePoolSize，则每来一个任务，会尝试将其添加到任务缓存队列当中，若添加成功，则该任务会等待空闲线程将其取出去执行；若添加失败（一般来说是任务缓存队列已满），则会尝试创建新的线程去执行这个任务；如果当前线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，则会采取任务拒绝策略进行处理；
  3. 如果线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止，直至线程池中的线程数目不大于corePoolSize；如果允许为核心池中的线程设置存活时间，那么核心池中的线程空闲时间超过keepAliveTime，线程也会被终止。

总结：corePoolSize -> 任务队列 -> maximumPoolSize -> 拒绝策略

任务队列种类 ​

  1. 直接提交队列SynchronousQueue：这个队列比较特殊，它不会保存提交的任务，而是将直接新建一个线程来执行新来的任务。
  2. 无界任务队列LinkedBlockingQueue：基于链表的先进先出队列，如果创建时没有指定此队列大小，则默认为Integer.MAX_VALUE。
  3. 有界任务队列ArrayBlockingQueue：基于数组的先进先出队列，此队列创建时必须指定大小。

拒绝策略种类 ​

  1. AbortPolicy：丢弃任务并抛出RejectedExecutionException
  2. CallerRunsPolicy：只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中，运行当前被丢弃的任务。显然这样做不会真的丢弃任务，但是，任务提交线程的性能极有可能会急剧下降。
  3. DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的一个请求，也就是即将被执行的一个任务，并尝试再次提交当前任务。
  4. DiscardPolicy：丢弃任务，不做任何处理。

提交任务的方式 ​

  1. Future<T> submit(Callable<T> task)：有返回结果
  2. void execute(Runnable command)：无返回结果
  3. Future<?> submit(Runnable task)：返回结果为null

线程池关闭 ​

  1. shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止，但再也不会接受新的任务。
  2. shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务。

Executors 类，常见的4种线程池 ​

  1. newFixedThreadPoll()：固定大小线程池
    • corePoolSize和maximumPoolSize相等
    • 队列使用的是LinkedBlockingQueue，默认为最大值
  2. newSingleThreadExecutor()：单一线程线程池
    • corePoolSize和maximumPoolSize都是1
    • 队列使用的是LinkedBlockingQueue
  3. newCachedThreadPool()：缓存线程池
    • corePoolSize是0，maximumPoolSize是最大值
    • 超时时间默认60秒
    • 队列使用的是SynchronousQueue
  4. newScheduledThreadPool()：定时线程池
    • 该线程池可用于周期性地去执行任务，通常用于周期性的同步数据。

Java 定时任务 ​

都可以定时执行、周期执行：

  1. ScheduledThreadPoolExecutor

    基于线程池。

  2. Timer

    单一的任务队列。