一、父子線程怎麼共享數據
JDK的InheritableThreadLocal類可以完成父線程到子線程的值傳遞。但對於使用線程池等會池化複用線程的組件的情況，線程由線程池創建好，並且線程是池化起來反覆使用的；這時父子線程關係的ThreadLocal值傳遞已經沒有意義，應用需要的實際上是把任務提交給線程池時的ThreadLocal值傳遞到任務執行時。
核心類TransmittableThreadLocal：
public class TransmittableThreadLocal<T> extends InheritableThreadLocal<T> { ...... }
首先TransmittableThreadLocal繼承自InheritableThreadLocal，這樣可以在不破壞原有InheritableThreadLocal特性的情況下，還能充分使用Thread線程創建過程中執行init方法，從而達到父子線程傳遞數據的目的。
變量holder源碼如下：
-
holder中存放的是InheritableThreadLocal本地變量
-
WeakHashMap支持存放空置
// 理解holder，需注意如下幾點：
// 1、holder 是 InheritableThreadLocal 變量；
// 2、holder 是 static 變量；
// 3、value 是 WeakHashMap；
// 4、深刻理解 ThreadLocal 工作原理；
private static InheritableThreadLocal<Map<TransmittableThreadLocal<?>, ?>> holder =
new InheritableThreadLocal<Map<TransmittableThreadLocal<?>, ?>>() {
@Override
protected Map<TransmittableThreadLocal<?>, ?> initialValue() {
return new WeakHashMap<>();
}
@Override
protected Map<TransmittableThreadLocal<?>, ?> childValue(Map<TransmittableThreadLocal<?>, ?> parentValue) {
return new WeakHashMap<>(parentValue);
}
};
主要方法源碼如下：
-
get方法調用時，先獲取父類的相關數據判斷是否有數據，然後在holder中把自身也給加進去
-
set方法調用時，先在父類中設置，再本地判斷是holder否爲刪除或者是新增數據
-
remove調用時，先刪除自身，再刪除父類中的數據，刪除也是直接以自身this作爲變量Key
// 調用 get() 方法時，同時將 this 指針放入 holder
public final T get() {
T value = super.get();
if (null != value) {
addValue();
}
return value;
}
void addValue() {
if (!holder.get().containsKey(this)) {
holder.get().put(this, null); // WeakHashMap supports null value.
}
}
// 調用 set() 方法時，同時處理 holder 中 this 指針
public final void set(T value) {
super.set(value);
if (null == value) { // may set null to remove value
removeValue();
} else {
addValue();
}
}
void removeValue() {
holder.get().remove(this);
}
採用包裝的形式來處理線程池中的線程不會執行初始化的問題，源碼如下：
-
先取得holder
-
備份線程本地數據
-
run原先的方法
-
還原線程本地數據
public void run() {
Object captured = this.capturedRef.get():
if (captured != null && (!this.releaseTtlValueReferenceAfterRun ||
this.capturedRef.compareAndSet(captured, (0bject) null))){
Object backup = Transmitter.replay(captured);
try {
this.runnable.run();
} finally {
Transmitter.restore(backup);
}
}else{
throw new IllegalStateException("TTL value reference is released after run!");
}
}
處理線程池中的線程不會執行初始化的問題，備份方法：
-
先獲取holder中的數據
-
進行迭代，數據在captured中不存在，但是holder中存在，說明是後來加進去的，進行刪除
-
再將captured設置到當前線程中
public static Object repLay(@Nonnull Object captured) (
Map<TransmittableThreadLocal<?>，Object>capturedMap = (Map) captured；
Map<TransmittableThreadLocal<?>，Object>backup = new HashMap() ；
Iterator iterator=((Map) TransmittableThreadLocal.holder.get()).entrySet().iterator();
while(iterator.has Next() ) (
Entry<TransmittableThreadLocal<?>，?>next = (Entry) iterator.next()
TransmittableThreadLocal<?>threadLocal = (TransmittableThreadLocal)next.getKey();
backup.put(threadLocal， threadLocal.get() ) ；
if(!capturedMap.containsKey(thread Local) ) (
iterator.remove() ；
threadLocal.superRemove() ；
)
setTtlValuesTo(capturedMap) ；
TransmittableThreadLocal.doExecuteCallback(true) ；
return backup；
)
還原方法：
-
先獲取holder中的數據
-
backup中不存在，holder中存在，說明是後面加進去的，進行刪除還原操作
-
再將backup設置到當前線程中
public static void restore(@Nonnull0bject backup) (
Map<TransmittableThreadLocal<?>，Object> backupMap = (Map)backup;
TransmittableThreadLocal.doExecuteCallback(false)
Iterator iterator=((Map) TransmittableThreadLocal.holder.get()).entrySet().iterator();
while(iterator.has Next() ) (
Entry<TransmittableThreadLocal<?>，?> next = (Entry)iterator.next();
TransmittableThreadLocal<?> threadLocaL=(TransmittableThreadLocal)next.getKey();
if(!backupMap.containsKey(threadLocal) ) (
iterator.remove() ；
threadLocal.superRemove() ；
}
|
setTtlValuesTo(backupMap) ；
}
二、CountDownLatch和CyclicBarrier的異同
1、相同點
都可以實現線程間的等待
2、不同點
側重點不同
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CountDownLatch：一般用於一個線程等待一組其它線程；計數器不可以重用
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CyclicBarrier：一般是一組線程間的相互等待至某同步點，計數器是可以重用的
實現原理不同
-
CyclicBarrier：如果有三個線程thread1、thread2和thread3，假設線程執行順序是thread1、thread2、thread3，那麼thread1、thread2對應的Node節點會被加入到Condition等待隊列中，當thread3執行的時候，會將thread1、thread2對應的Node節點按thread1、thread2順序轉移到AQS同步隊列中，thread3執行lock.unlock()的時候，會先喚醒thread1，thread1恢復繼續執行，thread1執行到lock.unlock()的時候會喚醒thread2恢復執行
-
CountDownLatch：使用CountDownLatch(int count)構造器創建CountDownLatch實例 ，將count參數賦值給內部計數 state，調 await() 法阻塞當前線程，並將當前線程封裝加到等待隊 中，直到state等於零或當前線程被中斷;調 countDown() 法使state值減 ，如果state等於零則喚醒等待隊中的線程
三、AQS原理
-
AQS是一個基於狀態（state）的鏈表管理方式，reentracntlock這個鎖是基於AQS實現的子類sync這個來完成鎖。
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獲取鎖的時候，當前線程會去更新狀態state的值，如果爲0纔去更新，通過CAS進行更新，如果成功更新爲1，那麼獲取到鎖，將鎖的擁有者改成當前線程，如果失敗，那麼進行tryAcquire（） 這個函數進行首先還是嘗試更新state狀態，反正開銷也小，再次去嘗試一次也行，如果嘗試失敗，那麼去看看當前擁有鎖的線程是不是當前線程，如果是，那麼將state狀態值加1，如果不是，那麼將線程入阻塞隊列，addWaiter函數，進行的話首先判斷當前head是不是爲空，爲空嘗試將當前的線程關聯的節點用CAS加入隊列，不爲空或者加入失敗，那麼用CAS加入到隊列的下一個節點。
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釋放鎖的時候，將狀態值減1，如果狀態值爲0說明可以釋放鎖，如果結果狀態爲0，就將排它鎖的Owner設置爲null，以使得其它的線程有機會進行執行。
四、volatile(指令重排序和內存屏障)
1、什麼是內存屏障
內存屏障其實就是一個CPU指令，在硬件層面上來說可以扥爲兩種：Load Barrier 和 Store Barrier即讀屏障和寫屏障。主要有兩個作用：
（1）阻止屏障兩側的指令重排序；
（2）強制把寫緩衝區/高速緩存中的髒數據等寫回主內存，讓緩存中相應的數據失效。
在JVM層面上來說作用與上面的一樣，但是種類可以分爲四種：
2、volatile如何保證有序性
首先一個變量被volatile關鍵字修飾之後有兩個作用：
（1）對於寫操作：對變量更改完之後，要立刻寫回到主存中。
（2）對於讀操作：對變量讀取的時候，要從主內存中讀，而不是緩存。
現在針對上面JVM的四種內存屏障，應用到volatile身上。因此volatile也帶有了這種效果。其實上面提到的這些內存屏障應用的效果，可以用happen-before來總結歸納。
3、內存屏障分類
內存屏障有三種類型和一種僞類型：
（1）lfence：即讀屏障(Load Barrier)，在讀指令前插入讀屏障，可以讓高速緩存中的數據失效，重新從主內存加載數據，以保證讀取的是最新的數據。
（2）sfence：即寫屏障(Store Barrier)，在寫指令之後插入寫屏障，能讓寫入緩存的最新數據寫回到主內存，以保證寫入的數據立刻對其他線程可見。
（3）mfence，即全能屏障，具備ifence和sfence的能力。
（4）Lock前綴：Lock不是一種內存屏障，但是它能完成類似全能型內存屏障的功能。
爲什麼說Lock是一種僞類型的內存屏障，是因爲內存屏障具有happen-before的效果，而Lock在一定程度上保證了先後執行的順序，因此也叫做僞類型。比如，IO操作的指令，當指令不執行時，就具有了mfence的功能。
由於內存屏障的作用，避免了volatile變量和其它指令重排序、線程之間實現了通信，使得volatile表現出了鎖的特性。
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