线程生命周期

主要分为5个部分，新建、就绪、运行、阻塞和结束

• 新建后通过start方法进入就绪阶段
• 就绪阶段通过CPU抢到执行权进入运行阶段
• 运行阶段遇到IO阻塞，线程等待方法，wait方法或者互斥锁进入阻塞阶段
• 阻塞阶段通过相应的解除阻塞方法，如等待时间结束，被唤醒方法和抢到锁进入就绪阶段
• 运行阶段进入结束阶段，通过运行结束或stop方法

线程的常用实现方式

• 通过继承Thread实现
• 通过实现Runable接口实现
• 通过实现Callable接口实现，可以返回返回值
  建议：使用接口方式实现线程，原因是1.继承整个Thread开销过大；2.java不可多重继承，而可以实现多个接口

线程的阻塞方式和区别及应用

• 无限期等待（Waiting）：没有CPU执行时间，需要其他线程显示地唤醒。
  • 没有设置Timeout参数的Object.wait()
  • 没有设置Timeout参数的Thread.join()
  • LockSupport.park()
  • ReentrantLock
• 期限等待（Timed Waiting）：没有CPU执行时间，在到达时间后自动地唤醒。
  • 设置Timeout参数的Object.wait()
  • 设置Timeout参数的Thread.join()
  • Thread.sleep()
  • LockSupport.parkNanaol()
  • LockSupport.parckUntil
• 阻塞（Blocked）：线程被阻塞住了，需要获取锁才能执行，相对于等待状态不是等待一定时间
  • synchronized

AQS的实现方式

AbstractQueuedSynchronizer是一个模板的抽象类，开发人员只需要实现其中的什么条件下获取同步状态，什么条件下释放同步状态的方法即可，状态值的获取设置和比较也是由抽象类实现，且通过自旋保证值的线程安全。实现后，具体的同步状态如何获取以及如何释放，则由抽象类实现，开发人员只需要调用即可。

AQS的原理

AQS获取同步：首先会通过tryAcquire方法判断是否可以获取同步，可以则直接执行，若不可以，将构造节点加入到一个双休的CLH队列中，加入后，若处于第一个节点，则会进行自旋获取同步状态，若处于后续节点，则会被阻塞在队列中（通过LockSupport.park实现，其实是等待态）
AQS释放同步：当获取了同步状态的节点释放时，会唤醒后继节点，此节点将加入到同步状态的争夺中

Java并发包基石-AQS详解

相关锁

• synchronized和Reentrantlock

  • 区别：
  1. 使用方式不同，synchronized可在方法上和代码块中标示，而Reentrantlock只能在代码块中使用
  2. synchronized是jvm实现的而Reentrantlock是在jdk中的juc包下实现的
  3. Reentrantlock可实现公平锁和非公平锁，而synchronized只能是非公平的
  4. Reentrantlock可中断，而synchronized不行
  5. Reentrantlock可以同时绑定多个Condition对象
  • 选择：建议在不需要使用Reentrantlock的特殊功能时，使用synchronized，原因是1.synchronized是jvm自带的，可兼容各个版本，而Reentrantlock不行；2.效率上synchronized在1.6之后，进行了优化，加入了CAS自选，效率与Reentrantlock相似；3.synchronized会自动释放锁，不用担心死锁

• 独占锁VS共享锁

  • 独占锁：只有一个线程能执行，如ReentrantLock。又可分为公平锁和非公平锁
  • 共享锁：多个线程可同时执行，如Semaphore、CountdownLatch、 CyclicBarrier、ReadWriteLock 我们都会在后面讲到。

• 公平锁VS非公平锁

  • 公平锁：按照线程在队列中的排队顺序，先到者先拿到锁。
  • 非公平锁： 当线程要获取锁时，无视队列顺序直接去抢锁，谁抢到就是谁的。

• 乐观锁VS悲观锁（概念）=自旋锁VS互斥锁（实现）

  • 乐观锁：总是假设最好的情况，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号机制和CAS算法实现。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，像数据库提供的类似于write_condition机制，其实都是提供的乐观锁。在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的。
  • 悲观锁：总是假设最坏的情况，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁（共享资源每次只给一个线程使用，其它线程阻塞，用完后再把资源转让给其它线程）。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。Java中synchronized和ReentrantLock等独占锁就是悲观锁思想的实现。
  • 两种锁的使用场景：从上面对两种锁的介绍，我们知道两种锁各有优缺点，不可认为一种好于另一种，像乐观锁适用于写比较少的情况下（多读场景），即冲突真的很少发生的时候，这样可以省去了锁的开销，加大了系统的整个吞吐量。但如果是多写的情况，一般会经常产生冲突，这就会导致上层应用会不断的进行retry，这样反倒是降低了性能，所以一般多写的场景下用悲观锁就比较合适。
  • CAS的缺点：1.ABA问题；2.循环时间长开销大；3.只能保证一个共享变量的原子操作

线程池

• 使用线程池的好处：
  1. 频繁创建线程会消耗资源，而从池中获取线程则节省开销，就好比吃大锅饭，每个人重新造一把勺子很耗费时间，用完了放进锅中，别人再来拿就能够节约时间
  2. 将线程的创建和使用分开，方便维护
• 线程池执行任务顺序：
  1. 首先核心线程数量未满，则使用核心线程来执行任务，核心线程一般不会超时，除非设置
  2. 当核心任务满后，判断是否超出队列大小，队列大小未满，则加入队列，等待核心线程执行完后，去除队列任务执行
  3. 当队列满时，若未超出最大线程数量，则创建线程执行
  4. 若超出最大线程数量，则根据用户或默认的策略抛出异常拒绝任务

高并发及并发量支持

Java 内存模型