看完狂神的视频算是入了门了,接下来去看 Java并发编程实战 去
狂神blibli视频地址:https://www.bilibili.com/video/BV1B7411L7tE
1、什么是JUC
源码 + 官方文档 面试高频问!
java.util 工具包、包、分类
业务:普通的线程代码 Thread Runnable
Runnable 没有返回值、效率相比入 Callable 相对较低!
2、线程和进程
进程:一个程序,QQ.exe Music.exe 程序的集合;
一个进程往往可以包含多个线程,至少包含一个!
Java默认有几个线程? 2 个 mian、GC
线程:开了一个进程 Typora,写字,自动保存(线程负责的)
对于Java而言:Thread、Runnable、Callable
Java 真的可以开启线程吗? 开不了
并发编程:并发、并行
并发(多线程操作同一个资源)
- CPU 一核 ,模拟出来多条线程,天下武功,唯快不破,快速交替
并行(多个人一起行走) - CPU 多核 ,多个线程可以同时执行; 线程池
并发编程的本质:充分利用CPU的资源
public enum State {
// 创建
NEW,
// 运行
RUNNABLE,
// 阻塞
BLOCKED,
// 等待,死死地等
WAITING,
// 超时等待
TIMED_WAITING,
// 终止
TERMINATED;
}
1、来自不同的类
wait => Object
sleep => Thread
2、关于锁的释放
wait 会释放锁,sleep 睡觉了,抱着锁睡觉,不会释放!
3、使用的范围是不同的
wait:必须在同步代码块中
sleep 可以再任何地方睡
4、是否需要捕获异常
wait 不需要捕获异常
sleep 必须要捕获异常
3、Lock锁(重点)
package com.kuang.demo01;
// 基本的卖票例子
import java.time.OffsetDateTime;
Lock 接口
/**
* 真正的多线程开发,公司中的开发,降低耦合性
* 线程就是一个单独的资源类,没有任何附属的操作!
* 1、 属性、方法
*/
public class SaleTicketDemo01 {
public static void main(String[] args) {
// 并发:多线程操作同一个资源类, 把资源类丢入线程
Ticket ticket = new Ticket();
// @FunctionalInterface 函数式接口,jdk1.8 lambda表达式 (参数)->{ 代码 }
new Thread(()->{
for (int i = 1; i < 40 ; i++) {
ticket.sale();
}
},"A").start();
new Thread(()->{
for (int i = 1; i < 40 ; i++) {
ticket.sale();
}
},"B").start();
new Thread(()->{
for (int i = 1; i < 40 ; i++) {
ticket.sale();
}
},"C").start();
}
}
// 资源类 OOP
class Ticket {
// 属性、方法
private int number = 30;
// 卖票的方式
// synchronized 本质: 队列,锁
public synchronized void sale(){
if (number>0){{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了"+(number--)+"票,剩余:"+number);
}
}
}
公平锁:十分公平:可以先来后到
非公平锁:十分不公平:可以插队 (默认)
Lock三部曲
- new ReentrantLock();
- lock.lock(); // 加锁
- finally=> lock.unlock(); // 解锁
- Synchronized 内置的Java关键字, Lock 是一个Java类
- Synchronized 无法判断获取锁的状态,Lock 可以判断是否获取到了锁
- Synchronized 会自动释放锁,lock 必须要手动释放锁!如果不释放锁,死锁
- Synchronized 线程 1(获得锁,阻塞)、线程2(等待,傻傻的等);Lock锁就不一定会等待下
去; - Synchronized 可重入锁,不可以中断的,非公平;Lock ,可重入锁,可以 判断锁,非公平(可以
自己设置); - Synchronized 适合锁少量的代码同步问题,Lock 适合锁大量的同步代码!
4、生产者和消费者问题
面试的:单例模式、排序算法、生产者和消费者、死锁
通过Lock 找到 Condition
5、8锁现象
略
6、集合类不安全
Set set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
Set set = new CopyOnWriteArraySet<>();
Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
7、Callable ( 简单 )
1、可以有返回值
2、可以抛出异常
3、方法不同,run()/ call(
8、常用的辅助类(必会)
8.1、CountDownLatch
减法计数器
原理:
countDownLatch.countDown();
// 数量-1
countDownLatch.await();
// 等待计数器归零,然后再向下执行
每次有线程调用 countDown() 数量-1,假设计数器变为0,countDownLatch.await() 就会被唤醒,继续
执行!
8.2、CyclicBarrier
加法计数器
8.3、Semaphore
Semaphore:信号量
抢车位!
6车—3个停车位置
原理:
semaphore.acquire()
获得,假设如果已经满了,等待,等待被释放为止!
semaphore.release();
释放,会将当前的信号量释放 + 1,然后唤醒等待的线程!
作用: 多个共享资源互斥的使用!并发限流,控制最大的线程数!
9、读写锁
- 独占锁(写锁) 一次只能被一个线程占有
- 共享锁(读锁) 多个线程可以同时占有
- ReadWriteLock
- 读-读 可以共存!
- 读-写 不能共存!
- 写-写 不能共存!
10、阻塞队列
BlockingQueue
什么情况下我们会使用 阻塞队列:多线程并发处理,线程池!
学会使用队列
添加、移除
四组API
没有容量,
进去一个元素,必须等待取出来之后,才能再往里面放一个元素!
put、take
11、线程池(重点)
线程池:三大方法、7大参数、4种拒绝策略
程序的运行,本质:占用系统的资源! 优化资源的使用!=>池化技术
线程池、连接池、内存池、对象池///… 创建、销毁。十分浪费资源
池化技术:事先准备好一些资源,有人要用,就来我这里拿,用完之后还给我。
线程池的好处:
1、降低资源的消耗
2、提高响应的速度
3、方便管理。
线程复用、可以控制最大并发数、管理线程
池的最大的大小如何去设置!
了解:IO密集型,CPU密集型:(调优)
12、四大函数式接口(必需掌握)
新时代的程序员:lambda表达式、链式编程、函数式接口、Stream流式计算
13、Stream流式计算
大数据:存储 + 计算
集合、MySQL 本质就是存储东西的;
计算都应该交给流来操作!
14、ForkJoin
归并思想
ForkJoin 在 JDK 1.7 , 并行执行任务!提高效率。大数据量!
大数据:Map Reduce (把大任务拆分为小任务)
这个里面维护的都是双端队列
15、异步回调
16、JMM
Volatile 是 Java 虚拟机提供轻量级的同步机制
- 保证可见性
- 不保证原子性
- 禁止指令重排
JMM : Java内存模型,不存在的东西,概念!约定!
关于JMM的一些同步的约定:
1、线程解锁前,必须把共享变量立刻刷回主存。
2、线程加锁前,必须读取主存中的最新值到工作内存中!
3、加锁和解锁是同一把锁
线程 工作内存 、主内存
8种操作:
内存交互操作有8种,虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的,不可在分的(对于double和long类型的变量来说,load、store、read和write操作在某些平台上允许例外)
- lock (锁定):作用于主内存的变量,把一个变量标识为线程独占状态
- unlock (解锁):作用于主内存的变量,它把一个处于锁定状态的变量释放出来,释放后的变量
才可以被其他线程锁定 - read (读取):作用于主内存变量,它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中,以便
随后的load动作使用 - load (载入):作用于工作内存的变量,它把read操作从主存中变量放入工作内存中
- use (使用):作用于工作内存中的变量,它把工作内存中的变量传输给执行引擎,每当虚拟机
遇到一个需要使用到变量的值,就会使用到这个指令 - assign (赋值):作用于工作内存中的变量,它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变
量副本中 - store (存储):作用于主内存中的变量,它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中,
以便后续的write使用 - write (写入):作用于主内存中的变量,它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内
存的变量中
JMM对这八种指令的使用,制定了如下规则:
- 不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load,使用了store必须write
- 不允许线程丢弃他最近的assign操作,即工作变量的数据改变了之后,必须告知主存
- 不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
- 一个新的变量必须在主内存中诞生,不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量实施use、store操作之前,必须经过assign和load操作
- 一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后,必须执行相同次数的unlock才能解锁
- 如果对一个变量进行lock操作,会清空所有工作内存中此变量的值,在执行引擎使用这个变量前,
- 必须重新load或assign操作初始化变量的值
- 如果一个变量没有被lock,就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
- 对一个变量进行unlock操作之前,必须把此变量同步回主内存
问题: 程序不知道主内存的值已经被修改过了
17、Volatile
原子性 : 不可分割
线程A在执行任务的时候,不能被打扰的,也不能被分割。要么同时成功,要么同时失败。
如果不加 lock 和 synchronized ,怎么样保证原子性
使用原子类,解决 原子性问题
这些类的底层都直接和操作系统挂钩!在内存中修改值!Unsafe类是一个很特殊的存在!
什么是 指令重排:你写的程序,计算机并不是按照你写的那样去执行的。
源代码–>编译器优化的重排–> 指令并行也可能会重排–> 内存系统也会重排—> 执行
处理器在进行指令重排的时候,考虑:数据之间的依赖性!
int x = 1; // 1
int y = 2; // 2
x = x + 5; // 3
y = x * x; // 4
我们所期望的:1234 但是可能执行的时候回变成 2134 1324
不可能是 4123!
可能造成影响的结果: a b x y 这四个值默认都是 0;
线程A | 线程B |
---|---|
x=a | y=b |
b=1 | a=2 |
正常的结果: x = 0;y = 0;但是可能由于指令重排
线程A | 线程B |
---|---|
b=1 | a=2 |
x=a | y=b |
指令重排导致的诡异结果: x = 2;y = 1;
volatile可以避免指令重排:
内存屏障。CPU指令。作用:
1、保证特定的操作的执行顺序!
2、可以保证某些变量的内存可见性 (利用这些特性volatile实现了可见性)
Volatile 是可以保持 可见性。不能保证原子性,由于内存屏障,可以保证避免指令重排的现象产生!
18、彻底玩转单例模式
饿汉式 DCL懒汉式,深究!
枚举类型的最终反编译源码:
19、深入理解CAS
大厂你必须要深入研究底层!有所突破! 修内功,操作系统,计算机网络原理
CAS : 比较当前工作内存中的值和主内存中的值,如果这个值是期望的,那么则执行操作!如果不是就
一直循环!
缺点:
1、 循环会耗时
2、一次性只能保证一个共享变量的原子性
3、ABA问题
20、原子引用
带版本号 的原子操作!
注意:
Integer 使用了对象缓存机制,默认范围是 -128 ~ 127 ,推荐使用静态工厂方法 valueOf 获取对象实
例,而不是 new,因为 valueOf 使用缓存,而 new 一定会创建新的对象分配新的内存空间;
21、各种锁的理解
1、公平锁、非公平锁
公平锁: 非常公平, 不能够插队,必须先来后到!
非公平锁:非常不公平,可以插队 (默认都是非公平)
2、可重入锁
可重入锁(递归锁)
3、自旋锁
spinlock
我们来自定义一个锁测试
4、死锁
死锁测试,怎么排除死锁:
2、使用 jstack
进程号 找到死锁问题