线程基础、线程之间的共享和协作

**基础概念
C**PU核心数和线程数的关系
核心数:线程数=1:1 ;使用了超线程技术后—> 1:2

CPU时间片轮转机制
又称RR调度，会导致上下文切换

什么是进程和线程
进程：程序运行资源分配的最小单位，进程内部有多个线程，会共享这个进程的资源
线程：CPU调度的最小单位，必须依赖进程而存在。

澄清并行和并发
并行：同一时刻，可以同时处理事情的能力
并发：与单位时间相关，在单位时间内可以处理事情的能力

高并发编程的意义、好处和注意事项
好处：充分利用cpu的资源、加快用户响应的时间，程序模块化，异步化
问题：
线程共享资源，存在冲突；
容易导致死锁；
启用太多的线程，就有搞垮机器的可能
认识Java里的线程
新启线程的方式
线程基础、线程之间的共享和协作
三种
怎么样才能让Java里的线程安全停止工作呢
线程自然终止：自然执行完或抛出未处理异常
stop()，resume(),suspend()已不建议使用，stop()会导致线程不会正确释放资源，suspend()容易导致死锁。
java线程是协作式，而非抢占式
调用一个线程的interrupt() 方法中断一个线程，并不是强行关闭这个线程，只是跟这个线程打个招呼，将线程的中断标志位置为true，线程是否中断，由线程本身决定。
isInterrupted() 判定当前线程是否处于中断状态。
static方法interrupted() 判定当前线程是否处于中断状态，同时中断标志位改为false。
方法里如果抛出InterruptedException，线程的中断标志位会被复位成false，如果确实是需要中断线程，要求我们自己在catch语句块里再次调用interrupt()。
对Java里的线程再多一点点认识
线程常用方法和线程的状态
线程基础、线程之间的共享和协作
线程只有5种状态。整个生命周期就是这几种状态的切换。
run()和start() ：run方法就是普通对象的普通方法，只有调用了start()后，Java才会将线程对象和操作系统中实际的线程进行映射，再来执行run方法。
yield() ：让出cpu的执行权，将线程从运行转到可运行状态，但是下个时间片，该线程依然有可能被再次选中运行。
线程的优先级
取值为1~10，缺省为5，但线程的优先级不可靠，不建议作为线程开发时候的手段
守护线程
和主线程共死，finally不能保证一定执行
线程间的共享
synchronized内置锁
对象锁，锁的是类的对象实例。
类锁，锁的是每个类的的Class对象，每个类的的Class对象在一个虚拟机中只有一个，所以类锁也只有一个。
volatile关键字
适合于只有一个线程写，多个线程读的场景，因为它只能确保可见性。
ThreadLocal
线程变量。可以理解为是个map，类型 Map<Thread,Integer>
线程间协作
轮询：难以保证及时性，资源开销很大，
线程基础、线程之间的共享和协作
等待和通知
wait() 对象上的方法

notify/notifyAll 对象上的方法

等待和通知的标准范式
等待方：
1、获取对象的锁；
2、循环里判断条件是否满足，不满足调用wait方法，
3、条件满足执行业务逻辑
通知方来说
1、获取对象的锁；
2、改变条件
3、通知所有等待在对象的线程

notify和notifyAll应该用谁？
应该尽量使用notifyAll，使用notify因为有可能发生信号丢失的的情况
等待超时模式实现一个连接池
假设等待时间时长为T，当前时间now+T以后超时

long overtime = now+T;
long remain = T;//等待的持续时间
while(result不满足条件&& remain>0){
wait(remain);
remain = overtime – now;//等待剩下的持续时间
}
return result;
join()方法
面试点
线程A，执行了线程B的join方法，线程A必须要等待B执行完成了以后，线程A才能继续自己的工作
调用yield() 、sleep()、wait()、notify()等方法对锁有何影响？
面试点
线程在执行yield()以后，持有的锁是不释放的
sleep()方法被调用以后，持有的锁是不释放的
调动方法之前，必须要持有锁。调用了wait()方法以后，锁就会被释放，当wait方法返回的时候，线程会重新持有锁
调动方法之前，必须要持有锁，调用notify()方法本身不会释放锁的

2、线程的并发工具类

Fork-Join
线程基础、线程之间的共享和协作
什么是分而治之？
规模为N的问题，N<阈值，直接解决，N>阈值，将N分解为K个小规模子问题，子问题互相对立，与原问题形式相同，将子问题的解合并得到原问题的解
动态规范
工作密取
workStealing

Fork/Join使用的标准范式
线程基础、线程之间的共享和协作
常用的并发工具类

CountDownLatch
作用：是一组线程等待其他的线程完成工作以后在执行，加强版join
await用来等待，countDown负责计数器的减一
CyclicBarrier
让一组线程达到某个屏障，被阻塞，一直到组内最后一个线程达到屏障时，屏障开放，所有被阻塞的线程会继续运行CyclicBarrier(int parties)
CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，屏障开放，barrierAction定义的任务会执行
CountDownLatch和CyclicBarrier辨析
1、countdownlatch放行由第三者控制，CyclicBarrier放行由一组线程本身控制
2、countdownlatch放行条件》=线程数，CyclicBarrier放行条件=线程数

Semaphore
控制同时访问某个特定资源的线程数量，用在流量控制

Exchange
两个线程间的数据交换，
线程基础、线程之间的共享和协作
Callable、Future和FutureTask
isDone，结束，正常还是异常结束，或者自己取消，返回true；
isCancelled 任务完成前被取消，返回true；
cancel（boolean）：
1、任务还没开始，返回false
2、任务已经启动，cancel（true），中断正在运行的任务，中断成功，返回true，cancel（false），不会去中断已经运行的任务
3、任务已经结束，返回false

包含图片和文字的文档的处理：图片（云上），可以用future去取图片，主线程继续解析文字。

3、原子操作CAS

线程基础、线程之间的共享和协作
Atom（不可分割）
什么是原子操作？如何实现原子操作？

syn基于阻塞的锁的机制，1、被阻塞的线程优先级很高，2、拿到锁的线程一直不释放锁怎么办？3、大量的竞争，消耗cpu，同时带来死锁或者其他安全。
CAS的原理
CAS(Compare And Swap)，指令级别保证这是一个原子操作
三个运算符：一个内存地址V，一个期望的值A，一个新值B
基本思路：如果地址V上的值和期望的值A相等，就给地址V赋给新值B，如果不是，不做任何操作。
循环（死循环，自旋）里不断的进行CAS操作

CAS的问题
A—》B----》A，版本号: A1B2-A3
CAS操作长期不成功，cpu不断的循环，
Jdk中相关原子操作类的使用
AtomicMarkableReference，boolean 有没有动过
AtomicStampedReference 动过几次

4、显式锁和AQS

线程基础、线程之间的共享和协作
显式锁
Lock接口和核心方法

Lock接口和synchronized的比较
synchronized 代码简洁，Lock：获取锁可以被中断，超时获取锁，尝试获取锁，读多写少用读写锁
可重入锁ReentrantLock、所谓锁的公平和非公平
如果在时间上，先对锁进行获取的请求，一定先被满足，这个锁就是公平的，不满足，就是非公平的
非公平的效率一般来讲更高
ReadWriteLock接口和读写锁ReentrantReadWriteLock
ReentrantLock和Syn关键字，都是排他锁，
读写锁：同一时刻允许多个读线程同时访问，但是写线程访问的时候，所有的读和写都被阻塞，最适宜与读多写少的情况
Condition接口

用Lock和Condition实现等待通知

了解LockSupport工具
线程基础、线程之间的共享和协作
park开头的方法