Java多線程--你至少應該了解的

目錄

  • 基本概念
  • 基本知識點
  • 實戰問題

基本概念

  • 鎖:每個對象都具有monitor,也即lock。
  • 多線程:一個進程中在與運行時產生了多于一個的線程
  • 并行:多個CPU同時執行一段代碼,真正的同步
  • 并發:通過CPU算法讓用戶感覺上是同時執行,但在CPU操作層面是按序執行。一般會用TPS或者QPS來反應這個系統的處理能力。
  • 線程安全:在并發的情況之下,某段代碼經過多線程使用,線程的調度順序不影響任何結果
  • 同步:Java中的同步指的是通過人為的控制和調度,保證共享資源的多線程訪問成為線程安全,來保證結果的準確

基本知識點

線程狀態

Thread.State描述
狀態關系圖

同步

Synchronized:用于線程同步,可以修飾成員變量,方法。與 wait, notify結合比較典型的應用場景就是生產者消費者。

Volatile:多線程的內存模型:main memory(主存)、working memory(線程棧),在處理數據時,線程會把值從主存load到本地棧,完成操作后再save回去。volatile關鍵詞的作用:每次針對該變量的操作都激發一次load and save。本質上,volatile就是不去緩存,直接取值。在線程安全的情況下加volatile會犧牲性能。

基本線程類

  • Thread:java.lang包中定義的類,是Runnable接口的子類
  • Runnable:接口,相比Thread避免的單繼承的不足,更適合資源共享
  • Callable:類似于Runnable,但是Runnable不會返回結果,并且無法拋出返回結果的異常,而Callable被線程執行后,可以返回值,這個返回值可以被Future拿到
  • Future:拿到異步執行任務的返回值

高級別線程類

  • ThreadLocal:保存線程的獨立變量,為每個使用該變量的線程提供獨立的變量副本,所以每一個線程都可以獨立地改變自己的副本,而不會影響其它線程所對應的副本。
  • Atomic wrapper class(AtomicInteger、AtomicBoolean……):作用相當于synchronized
  • Lock類 :java.util.concurrent包內。功能與synchronized一樣,但更加靈活,且提供多種加鎖方案,如lock 阻塞式, trylock 無阻塞式等。
  • ReentrantLock:可重入的意義在于持有鎖的線程可以繼續持有,并且要釋放對等的次數后才真正釋放該鎖。
  • ReentrantReadWriteLock.ReadLock
  • ReentrantReadWriteLock.WriteLock
  • 容器類:
  • BlockingQueue:java.util.concurrent包下,單向queue。常見阻塞隊列有ArrayListBlockingQueue,LinkedListBlockingQueue,DelayQueue
  • ConcurrentHashMap 用于替代HashTable
  • 管理類:用于管理線程,本身不是多線程的,但提供了一些機制來利用上述的工具做一些封裝。如線程池ThreadPoolExecutor。

實戰問題

如何優雅的關閉線程

  • stop:depressed,因為線程不安全
  • 使用標志位:Java的內存機制決定了每一個線程都有具有獨立的工作內存,工作內存中存儲著主內存變量的副本。在主內存中改變變量并不能刷新到工作內存中,解決的辦法是成員變量加volatile。
public static volatile boolean isDestroy = false;
  • interrupt:當線程正在運行的時候,這么多沒有問題,但是當線程有阻塞的情況出現,可能由wait(),join(),sleep()方法造成。解決的辦法是在異常中處理
while (!isInterrupted()) {
        try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                break;
            }
         i++;
}

線程與線程通信(Java場景下)

  • 同步 通過synchronized進行代碼同步
  • wait/notify機制
  • 管道通信使用java.io.PipedInputStream 和 java.io.PipedOutputStream進行通信

線程與線程通信(Android場景下)

  • 全局變量形式,可選的使用Volatile
  • Handler Message消息機制:
  • 總線型 :EventBus

進程與進程通信(Android場景下)

Intent 訪問其他應用的Activity: 調用起其他應用的Activity頁面
ContentProvider:進程間簡單的通訊
Broadcast : 單向度的進程間通訊
AIDL :AIDL是處理多線程、多客戶端并發訪問
SharedPrefrence:進行進程間通訊,把Mode改為mutiple

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