多線程基礎知識點總結（一）

爲何使用多線程

• 單核環境下，I/O阻塞時可有效利用CPU資源
• 多核環境下，可以有效利用各個cpu資源。

如何創建線程

• 繼承Thread類，重寫run方法。
• 實現Runnable接口，實現run方法，new Thread(runnable)。

如何啓動一個線程

• 調用Thread對象的start()方法。
• 錯誤的方式：直接調用run()方法，只是在當前線程裏同步的運行了業務邏輯而已。

使用過程中面臨的問題

線程安全

多個線程在讀寫共享變量時，就可能會發生讀取非最新，寫入被覆蓋等情況。可以不使用共享變量來規避這種問題，如果一定要使用共享變量，那麼就需要額外做一些同步控制，才能保證邏輯正確。

共享變量

• 加鎖同步
  • sychronized關鍵字
    • 可以標記在方法上，針對方法調用進行同步。
      • 針對實例方法，鎖定的就是實例對象。
      • 針對靜態方法，鎖定的就是所在類的class對象。
    • 可以包圍一塊代碼，進行塊內代碼進行同步。
      • 需要藉助於一個對象，可以是this。也可以new Object()。
      • 不要使用String/Integer/Long等簡單類型。主要是怕（字符串字面量/數值常量池）這些共享的變量，被不同的業務邏輯（其他人也這麼用）使用時，會發生鎖放大的情況。
  • Lock類
    • 控制的粒度更細。
    • 需要顯示的調用lock()和unlock()，unlock()必須放到finally中。
    • 鎖定的就是lock和unlock之間的邏輯。
    • 可以用tryLock實現超時放棄機制，超過一定時間獲取不到鎖，則放棄。
    • 可以實現讀寫鎖，在讀多寫少的情況下，可以有效提升性能。
    • 可以在構造時傳入ture，設置爲公平模式（fifo，不是完全公平，儘可能而已）。
    • 可以通過lockInterupptly()，設置鎖可以被中斷，具體的中斷要通過持有鎖的線程調用interrupt()。
    • 底層實現用到了cas。
• 原子類
  • 基於樂觀鎖的實現思想。
  • 大多數採用cas方式實現。
  • 基本類型對應的原子類比較常用：AtomicInteger/AtomicLong。
  • 引用類型對應的原子類AtomicReference
    • 只能保證引用地址的併發安全。
    • 不能保證內部引用類型的屬性的併發安全。
• 同步集合
  • Collections.synchronizedXXX(xxx)

不共享變量

• 利用不可變類、不可變屬性，變量不可變就不存在併發寫問題。
• 利用TreadLocal模式，爲了每個線程擁有各自獨立的變量。

死鎖

表現就是兩個線程互相持有對方等待獲取的鎖，如何避免呢？

• 同步塊儘可能的小（鎖粒度要細）。
• 儘量不要在一個同步塊內鎖定多個對象。
• 如果確實要鎖定多個對象，那麼確保每個線程都以相同的順序獲取共享資源。

線程調度

線程優先級

• 高優先級的線程更有可能先獲取CPU資源（不嚴格保證）
• 可以通過Thread對象的setPriority方法設置優先級
• 建議設置優先級只在三個常量值（1，5，10）中選擇

線程調度器

• 協作式：你情我願
• 搶佔式：弱肉強食（大部分虛擬機都採用這種方式）

讓出執行權

• 阻塞
  • I/O阻塞（寫等待、讀等待）
    • 不再佔用cpu資源
    • 不會讓出持有的鎖。
  • 鎖阻塞（等待獲取鎖）
• 放棄（謙讓）
  • 調用Thread.yield()方法。
  • 放棄（讓出）cpu的執行權。
    • 不會讓出持有的鎖。
• 睡眠
  • 調用Thread.sleep方法（可設置睡眠時間）。
  • 不會讓出持有的鎖。
  • 可以被中斷（調用某個Thread對象.interrupt()方法）。
  • 避免在同步方法或同步塊內調用。（自己持有了鎖，自己不幹活還睡覺，會導致其他線程等待鎖時間過長）
• 連接（意思是，好吧，你先來執行，你完事，我再接着執行。）
  • 調用某個Thread對象.join()方法（可設置超時時間）。
  • 放棄當前線程持有的鎖。
  • join可以被中斷。
• 等待
  • 首先要通過synchronize方式獲取某個對象的鎖。
  • 調用該對象的wait方法（可設置等待時間），既可讓當前線程進入等待狀態
  • 放棄當前線程持有的鎖。
  • 可以被中斷。
  • 其他線程通過調用該對象的notify或者nodityAll方法，喚醒等待的線程。
  • 喚醒後，只是說你不要睡了，起來幹活，但是想幹活，還要重新獲取鎖，獲取到了。才能繼續執行。
• 結束
  • 線程run方法執行完畢，線程會被銷燬，其他線程可以接管CPU，自然就等於讓出了執行權。