【java并发学习笔记2】
（一）基本概念
1.同步和异步：
同步（Sync）
所谓同步，就是发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回或继续执行后续操作。
简单来说，同步就是必须一件一件事做，等前一件做完了才能做下一件事。
例如：B/S模式中的表单提交，具体过程是：客户端提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回，在这个过程中客户端（浏览器）不能做其他事。
异步（Async）
异步与同步相对，当一个异步过程调用发出后，调用者在没有得到结果之前，就可以继续执行后续操作。当这个调用完成后，一般通过状态、通知和回调来通知调用者。对于异步调用，调用的返回并不受调用者控制。
对于通知调用者的三种方式，具体如下：
状态
即监听被调用者的状态（轮询），调用者需要每隔一定时间检查一次，效率会很低。
通知
当被调用者执行完成后，发出通知告知调用者，无需消耗太多性能。
回调
与通知类似，当被调用者执行完成后，会调用调用者提供的回调函数。
例如：B/S模式中的ajax请求，具体过程是：客户端发出ajax请求->服务端处理->处理完毕执行客户端回调，在客户端（浏览器）发出请求后，仍然可以做其他的事。
异步操作例子：
为了避免短时间大量的数据库操作，就使用缓存机制，也就是消息队列。先将数据放入消息队列，然后再慢慢写入数据库。
引入消息队列机制，虽然可以保证用户请求的快速响应，但是并没有使得我数据迁移的时间变短（即80万条数据写入mysql需要1个小时，用了redis之后，还是需要1个小时，只是保证用户的请求的快速响应。用户输入完http url请求之后，就可以把浏览器关闭了，干别的去了。如果不用redis，浏览器不能关闭）。
总结来说，同步和异步的区别：请求发出后，是否需要等待结果，才能继续执行其他操作。
2.阻塞和非阻塞
阻塞和非阻塞通常用来形容多线程间的相互影响。比如一个线程占用了临界区资源，那么其它所有需要这个资源的线程就必须在这个临界区中进行等待，等待会导致线程挂起。这种情况就是阻塞。此时，如果占用资源的线程一直不愿意释放资源，那么其它所有阻塞在这个临界区上的线程都不能工作。函数只有在得到结果之后才会返回。有人也许会把阻塞调用和同步调用等同起来，实际上它们是不同的。对于同步调用来说，很多时候当前线程还是**的，只是从逻辑上当前函数没有返回而已。
非阻塞和阻塞的概念相对应，指在不能立刻得到结果之前，该函数不会阻塞当前线程，而会立刻返回。非阻塞允许多个线程同时进入临界区
3.饥饿、死锁和活锁
饥饿指一个或者多个线程由于种种原因一直无法获得所需要资源，导致一直无法执行。
死锁表示多个线程互相等到获取其他线程的锁才能完成操作释放本身占有的锁，导致大家都无法获取锁完成操作。
活锁指的是任务或者执行者没有被阻塞，由于某些条件没有满足，导致一直重复尝试，失败，尝试，失败。 活锁和死锁的区别在于，处于活锁的实体是在不断的改变状态，所谓的“活”， 而处于死锁的实体表现为等待；活锁有可能自行解开，死锁则不能。
单一实体的活锁
例如线程从队列中拿出一个任务来执行，如果任务执行失败，那么将任务重新加入队列，继续执行。假设任务总是执行失败，或者某种依赖的条件总是不满足，那么线程一直在繁忙却没有任何结果。
协同导致的活锁
生活中的典型例子： 两个人在窄路相遇，同时向一个方向避让，然后又向另一个方向避让，如此反复。
通信中也有类似的例子，多个用户共享信道（最简单的例子是大家都用对讲机），同一时刻只能有一方发送信息。发送信号的用户会进行冲突检测， 如果发生冲突，就选择避让，然后再发送。 假设避让算法不合理，就导致每次发送，都冲突，避让后再发送，还是冲突。
计算机中的例子：两个线程发生了某些条件的碰撞后重新执行，那么如果再次尝试后依然发生了碰撞，长此下去就有可能发生活锁。
解决协同活锁的一种方案是调整重试机制。
比如引入一些随机性。例如如果检测到冲突，那么就暂停随机的一定时间进行重试。这回大大减少碰撞的可能性。 典型的例子是以太网的CSMA/CD检测机制。
另外为了避免可能的死锁，适当加入一定的重试次数也是有效的解决办法。尽管这在业务上会引起一些复杂的逻辑处理。
比如约定重试机制避免再次冲突。 例如自动驾驶的防碰撞系统（假想的例子），可以根据***约定检测到相撞风险时，***小的飞机朝上飞， ***大的飞机朝下飞。
死锁与活锁的区别：
死锁：迎面开来的汽车A和汽车B过马路，汽车A得到了半条路的资源（满足死锁发生条件1：资源访问是排他性的，我占了路你就不能上来，除非你爬我头上去），汽车B占了汽车A的另外半条路的资源，A想过去必须请求另一半被B占用的道路（死锁发生条件2：必须整条车身的空间才能开过去，我已经占了一半，尼玛另一半的路被B占用了），B若想过去也必须等待A让路，A是辆兰博基尼，B是开奇瑞QQ的屌丝，A素质比较低开窗对B狂骂：快给老子让开，B很生气，老子就不让（死锁发生条件3：在未使用完资源前，不能被其他线程剥夺），于是两者相互僵持一个都走不了（死锁发生条件4：环路等待条件），而且导致整条道上的后续车辆也走不了。
活锁：马路中间有条小桥，只能容纳一辆车经过，桥两头开来两辆车A和B，A比较礼貌，示意B先过，B也比较礼貌，示意A先过，结果两人一直谦让谁也过不去。
4.并发级别：
分别为阻塞和非阻塞，其中非阻塞又分为无障碍、无锁、无等待。
无障碍是最弱的非组赛调度，线程可以自由进入临界区，无竞争时，有限步内完成操作推出临界区；有竞争时回滚数据。是一种宽进严出的调度，不保证有线程可以出来。线程进入临界区容易，出来难。
无锁是在无障碍地基础上，要保证有一个线程可以出临界区。
例如：
while (!atomicVar.compareAndSet(localVar, localVar+1))
{
localVar = atomicVar.get();
}
无等待在无锁的基础上要求所有的线程必须在有限步内完成操作退出临界区，所有线程是无饥饿的。
5.有关线程的两个zh重要定律
（1）Amdahl定律
定义了串行系统并行化后的加速比的计算公式和理论上限
加速比定义：加速比=优化前系统耗时/优化后系统耗时
说明增加CPU处理器的数量并不一定能起到有效的作用，提高系统内可并行化的模块比重，合理增加并行处理器数量，才能以最小的投入，得到最大的加速比
（2）Gustafson定律
说明处理器个数，串行比例和加速比之间的关系
（二）、线程基础
1、线程的状态
2.几个方法的比较
Thread.sleep(long millis)，一定是当前线程调用此方法，当前线程进入TIMED_WAITING状态，但不释放对象锁，millis后线程自动苏醒进入就绪状态。作用：给其它线程执行机会的最佳方式。
Thread.yield()，一定是当前线程调用此方法，当前线程放弃获取的CPU时间片，但不释放锁资源，由运行状态变为就绪状态，让OS再次选择线程。作用：让相同优先级的线程轮流执行，但并不保证一定会轮流执行。实际中无法保证yield()达到让步目的，因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。Thread.yield()不会导致阻塞。该方法与sleep()类似，只是不能由用户指定暂停多长时间。
t.join()/t.join(long millis)，当前线程里调用其它线程t的join方法，当前线程进入WAITING/TIMED_WAITING状态，当前线程不会释放已经持有的对象锁。线程t执行完毕或者millis时间到，当前线程进入就绪状态。
obj.wait()，当前线程调用对象的wait()方法，当前线程释放对象锁，进入等待队列。依靠notify()/notifyAll()唤醒或者wait(long timeout) timeout时间到自动唤醒。
obj.notify()唤醒在此对象监视器上等待的单个线程，选择是任意性的。notifyAll()唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
3.中断线程：
public void Thread.interrupt() // 中断线程，只是将当前线程的中断标记设置为true，但是不保证虚拟机一定会中断当前线程
如下面这段代码，线程可能永远不会中断：
public boolean Thread.isInterrupted() // 判断是否被中断，利用此方法可以让线程优雅的中断
public static boolean Thread.interrupted() // 判断是否被中断，并清除当前中断状态
如果线程在执行时sleep，如果在sleep时被中断，将会抛出InterruptedException异常并清除中断标记位。因此在捕获到异常后要自己将线程的中断标记标记为true，否则线程可能不会结束
4.守护线程
在后台默默地完成一些系统性的服务，比如垃圾回收线程、 JIT线程就可以理解为守护线程。当一个Java应用内，只有守护线程时，Java虚拟机就会自然退出
Thread t=new DaemonT();
t.setDaemon(true);
t.start();
5.线程优先级
高优先级的线程更容易再竞争中获胜
Thread high=new HightPriority();
LowPriority low=new LowPriority();
high.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
low.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
low.start();
high.start();
synchronized
– 指定加锁对象：对给定对象加锁，进入同步代码前要获得给定对象的锁。
– 直接作用于实例方法：相当于对当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁。
– 直接作用于静态方法：相当于对当前类加锁，进入同步代码前要获得当前类的锁。
6.指令执行的原子性、有序性和可见性
这篇文章写得很好：