免费制作二维码网站,dw做网站首页代码,简述四大行业的网站推广方式,asp 课程教学网站开发文章目录 #x1f412;个人主页#x1f3c5;JavaEE系列专栏#x1f4d6;前言#xff1a;#x1f380;多线程的优点、缺点#x1f415;并发编程的核心问题 #xff1a;不可见性、乱序性、非原子性#x1fa80;不可见性#x1fa80;乱序性#x1fa80;非原子性#x1… 文章目录 个人主页JavaEE系列专栏前言多线程的优点、缺点并发编程的核心问题 不可见性、乱序性、非原子性不可见性乱序性非原子性JMMjava内存模型volatile关键字保证可见性、禁止指令重排序CAS机制 Conpare And Swap 比较并交换CAS会产生ABA问题 java中锁的分类乐观锁、悲观锁可重入锁读写锁 ReentrantReadwriteLock分段锁自旋锁共享锁、独占锁公平锁、非公平锁针对synchronized锁的状态底层monitorenter加锁、moniterexit释放锁ReentrantLock实现AQS AbstractQueuedSynchronizer,抽象同步队列 在JUC并发包下集合可以引申过来ConcurrentHashMap集合可以引申过来CopyOnWriteArrayList 辅助类CountDownLatch 线程池为什么要使用线程池你通常是怎么创建线程池的为啥不使用其他的类ExecutorsTreadPoolExecutor构造方法的七个参数线程池拒绝策略handlerexecute()与submit()的区别关闭线程池shutdown、shutdownNow ThreadLocal 本地线程变量什么原因造成ThreadLocal内存泄漏问题如何解决 个人主页 JavaEE系列专栏 前言
本篇博客主要总结面试中对线程知识的考察点
多线程的优点、缺点
提高了程序的响应速度可以多个线程各自完成自己的工作以提高硬件设备的利用率。 缺点可能会出现多个线程资源争夺问题引发死锁。
并发编程的核心问题 不可见性、乱序性、非原子性
不可见性
一个线程在自己的工作内存中对共享变量的修改另外一个线程不能立即看到 。
乱序性
为了优化性能CPU有时候会改变程序中语句的先后顺序但基本的程序逻辑不受影响。
非原子性
线程切换带来的非原子性问题A线程执行时被切换到B线程执行之后再A线程执行。 如果解决加锁如果只是的话JUC并发包下的原子类也可以。
JMMjava内存模型
java内存模型规定了所有的变量都存储在主内存中每个线程还有自己的工作内存。线程先将主内存中的共享变量复制到自己的工作内存中去在自己的工作内存中处理数据再将处理好的结果写入主内存。
volatile关键字保证可见性、禁止指令重排序
一旦共享变量类的成员变量、类的静态成员变量被volatile修饰之后 1.保证了一个线程修改了此变量其他线程会立即可见通过《缓存一致性协议》保证可见性。 2.禁止指令重排序 3.但是volitile不能保证原子性
CAS机制 Conpare And Swap 比较并交换
该算法采用自旋的思想是一种轻量级锁机制。是不加锁乐观锁的实现。 线程先从主内存中获取共享变量复制到工作内存中作为预估值再处理共享变量得出结果。此时将线程中的预估值与主内存的值进行比较 1.如果一样证明没有其他线程干扰将结果写入主内存。 2.如果不一样重新获取预估值重新进行计算结果再次进行比较… CAS缺陷 由于CAS实现的是乐观锁他会以自旋的方式不断的进行尝试而不会像synchronized进行线程阻塞当大量的线程自旋时容易把CPU跑满。
原子类的实现是volatile CAS机制。原子类适合在低并发的情况下使用。
CAS会产生ABA问题
就是一个线程预估值为A来一个线程将内存值改为B再有一个线程将内存值又改为A。就不确定内存中的值是否其他线程进行干扰过了。 解决方案 使用有版本号的原子类AtomicABA 根据版本号来解决问题
java中锁的分类
乐观锁、悲观锁 乐观锁 它乐观认为对同一个数据的并发操作不会产生线程安全问题不加锁它会采用自选的方式不断的尝试更新数据 悲观锁 它悲观的认为对同一个数据的并发操作会产生线程安全问题所以需要加锁进行干预 乐观锁适合“读多写少”的场景悲观锁适合“读少写多”的场景 可重入锁
就是一个加锁的方法可以调用进入另一个加锁的方法中去两个方法可以共用同一把锁。可以在一定程度上避免死锁。
读写锁 ReentrantReadwriteLock
可以实现读锁、写锁。读写可以使用一个锁实现。 特点读读不互斥、读写互斥、写写互斥。 加读锁可以防止写防止脏读。
分段锁
1.8之后分段锁是一种思想减小锁的粒度 将ConcurrentHashMap表每个区间的第一个节点当做锁对象可以提高并发效率
自旋锁
其实就是线程不断尝试获取锁的方式不断的循环请求获取锁直到抢到锁。会占用CPU资源。 例如 原子类需要改变主内存中的共享变量而不断尝试。 synchronized 加锁其他线程不断获取锁重复一定次数后会陷入阻塞。
共享锁、独占锁
共享锁多个线程共享一把锁读写锁中的读锁都是读操作时多个线程共享 独占锁即排他锁只允许一个线程使用该资源写锁
公平锁、非公平锁
公平锁是指按照请求锁的顺序来分配锁具有稳定获取锁的机会 非公平锁不按照先来后到谁抢到锁就是谁的。 对于synchronized是一种非公平锁。 而ReentrantLock默认是非公平锁但是底层可以通过AQS机制来转化为公平锁
针对synchronized锁的状态底层monitorenter加锁、moniterexit释放锁
锁的状态是根据对象头中的对象监视器来记录的对象头Mark Word中记录对象的一些相关信息hash值、分代年龄、锁的状态、偏向锁的线程id 无锁 没有任何线程使用锁对象 偏向锁 当前只有一个线程访问那么锁对象会在对象头Mark Word中记录该线程id,下次自动获取锁降低获取锁的难度。 轻量级锁 当锁状态是偏向锁的时候又有一个线程访问此时锁的状态会升级成轻量级锁其他线程会通过自旋的方式尝试获取锁不会阻塞线程提高性能。 重量级锁 当锁的状态为轻量级锁时线程自旋获取锁的次数达到一定次数时锁的状态会升级成重量级锁。 会让自旋次数多的线程进入阻塞状态以降低CPU的消耗 ReentrantLock实现 。ReentrantLock 中的内部抽象类sync继承了抽象同步队列AQS里面定义了lock() 、unlock()方法
AQS AbstractQueuedSynchronizer,抽象同步队列 在JUC并发包下
是一个底层同步的实现者有很多的同步类都继承了它。ReentrantLock 中的内部类sync继承了它 AbstractQueuedSynchronizer中有一个volatile修饰的int 类型的变量记录锁的状态线程是否访问 AQS里面还有一个内部类Node 双向链表里面存放线程 AQS里面获取锁状态方法getState、修改锁状态方法通过CAS机制进行状态的更新
集合可以引申过来ConcurrentHashMap 聊到hashMap k-v存储 双列集合键不能重复值可以重复。它只适合单线程使用在多线程情况下会报“并发修改异常”。他的键是由一个哈希表链表的数据结构实现的。哈希表的初始大小为 16 通过对象哈希值%哈希表长度-1或者哈希表长度-1 对象哈希值 确定对象在哈希表中的存储位置。如果出现哈希冲突了通过拉链法解决形成链表。 当哈希表存储超过0.75时会进行2倍扩容。当每个节点上链表长度阈值超过8并且哈希表长度64链表将转化为红黑树。当链表长度阈值为6时红黑树会再次退化成链表。 hashTable它是线程安全的因为它在每个方法上都加了synchronized锁哪怕是在读方法上同样也上锁。虽然很安全但是每个方法只允许一个线程进入并发访问效率就比较低适合并发量低的情况下。 在JUC并发包下还有一个ConcurrentHashMap的类。它是线程安全的。它采用了 CAS机制 synchronized来保证线程安全。它是给节点加锁降低了锁的粒度。 put时先用key计算节点在哈希表中的位置 它会来判断当前位置上有没有节点null如果没有就使用CAS机制尝试放入。 如果有就使用第一个节点作为锁对象用synchronized加锁。这样就可以降低锁的粒度可以同时有多个线程同时进入put()方法中提高了并发的效率。但是如果线程在同一个位置操作那必须还得一个一个来。 concurrentHashMap与hashTable都不允许存储null键null值。 代码不允许在源码中if(keynull ||valuenull ) 抛出一个空指针异常。 为什么不允许存储键为null或值为null 为了消除歧义因为如果值为null不知道是原本Map中没有找到还是本身就是null.。键同样也是这个道理会不清楚传进去的键是因为其他原因报错导致的还是本身就准备传进去一个为null的键。
集合可以引申过来CopyOnWriteArrayList 单列集合List ArrayList 底层是数组实现的 可以存储重复元素它是有序的按添加顺序 可以实现动态扩容 默认大小为10 可以进行1.5倍扩容它是线程不安全的。 Vector 他是线程安全的 与ArrayList类似默认大小为10 可以进行2倍扩容它给每个方法上都加了synchronized锁。虽然它是安全的但是锁是添加到方法上的并发访问效率很低适合并发量不大的情况。 JUC并发包下CopyOnWriiteArrayList认为读取方法也加锁会造成浪费因为读是不改变数据的。 它的读操作是不加锁的并且为了尽可能的提高读的效率。对于改变数据的操作插入 更新 会先把原本数据复制到本地副本数组中进行修改不影响原本数组所以在写的过程中也可以读数据。最后将修改好的本地副本数组直接替换为原本数组即可。写的过程是加锁的在方法里面使用了ReentrantLock锁进行数组复制操作… 它适合读多写少的场景。
CopyOnWriteArraySet底层基于CopyOnWriiteArrayList实现线程安全的不能存储重复的数据。
辅助类CountDownLatch
它允许一个线程等待其他线程执行完成后再执行底层是通过AQS来实现的。刚创建一个CountDownLatch对象时指定一个初始化state表示需要等 待线程的数量每当一个线程执行完成后 AQS的内部·state数量就减1。
线程池
池一个容器将实现创建好的对象放到容器里面待到使用的时候不需要在去重新创建对象了直接从池子里面拿节省了创建对象的时间。用完不销毁还放入池子中。
为什么要使用线程池
以前创建线程的时候是直接创建线程使用完后再销毁线程。如果线程比较多测试5000个数据库连接对象那么频繁的创建、销毁线程非常占时间而使用线程池可以省去频繁创建对象带来的时间开销直接使用池子里面的用完不销毁在放入池子中速度非常快。
你通常是怎么创建线程池的为啥不使用其他的类Executors
通常使用TreadPoolExecutor类创建线程池的为啥使用这个是因为我参考了《《阿里巴巴 java 开发规范》中推荐使用TreadPoolExecutor来创建线程而不使用Executors来创建线程。因为TreadPoolExecutor类的构造方法中有七个参数配置可以准确的配置对象的数量、最大等待的数量、拒绝策略…
TreadPoolExecutor构造方法的七个参数
1.corePoolSize 核心池子中对象的数量 2. maximumPoolSize线程池最大线程对象数量 3. keepAliveTime非核心池对象多长空闲时间后销毁 4. unit:存活时间的单位 5. workQueue:阻塞队列用于存放等待的线程 6. treadFactory线程工厂主要用来创建线程 7. handler拒绝策略表示拒绝处理任务时的策略
线程池拒绝策略handler
AbortPolicy 抛出异常CallerRunsPolicy 只要线程池未关闭如果该任务被拒绝了则由提交该任务的线程来执行此任务例如main线程DiscardOleddestPolicy 丢弃队列中等待时间最长的任务DiscardPolicy 直接丢弃任务不予理会
execute()与submit()的区别
execute( “实现Runnable接口任务” )返回值 void 适合不需要关注返回值的场景 submit( “实现Callable接口任务” ) 返回值 Future 适合需要关注返回值的场景
关闭线程池shutdown、shutdownNow
shutdown() 等待所有的任务执行完成关闭线程池在此期间不接受新的任务。 shutdownNow() 紧急关闭线程池立即终止正在执行的线程返回没有执行完任务的列表
ThreadLocal 本地线程变量
是用来给每一个线程提供一个线程副本变量使得每个线程中的变量是相互隔离的。 在ThreadLocal 底层源码中它的内部维护了一个ThreadLocalMap内部类如果为线程创建副本变量就会判断该线程是否存在ThreadLocalMap 每个线程都有一个ThreadLocalMap属性以ThreadLocal对象作为键副本变量作为值。如果该线程已经有了ThreadLocalMap那么就直接在Map中添加这个 ThreadLocal键 副本变量值 即可
什么原因造成ThreadLocal内存泄漏问题如何解决
当本地变量不再使用时由于ThreadLocalMap中这个vaule值还与外界保持着引用关系强引用这样一来垃圾回收器就无法回收这个ThreadLocalMap对象了。 解决办法 用完后就删除threadLocal.remove(); 下次垃圾回收时就可以回收ThreadLocalMap了。
