Java 并行程序基础
Thread.yield();
}
});
t1.start();
Thread.sleep(2000);
t1.interrupt();
}
这看起来跟前面增加标志位的手法非常相似,但是中断的功能更为强劲。比如,如果在循环体中,出现了类似于 wait()或者 sleep()这样的操作,则只能通过中断来识别了。
线程的睡眠 sleep
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public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;
?该方法会让当前线程休眠若干时间,会抛出 InterruptedException 中断异常。InterruptedException 不是运行时异常,也就是程序必须捕获并且处理它,当线程在 sleep 休眠时,如果被中断,这个异常就会发生。
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(()->{
while (true) {
if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
System.out.println("Interrupt!");
break;
}
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Interrupted When Sleep");
Thread.currentThread().interrupt();
}
Thread.yield();
}
});
t1.start();
Thread.sleep(1000);
t1.interrupt();
}
如果在 sleep 的时候,线程被中断,则程序会抛出异常,并进入异常处理。在 catch 字句里,由于已经捕获了中断,我们可以立即退出线程,但是并没有这么做。因为**也许在这段代码中,还必须进行后续的处理,保障数据的一致性和完整性。**因此,执行了 interrupt()方法再次中断自己,置上中断标志位。只有这么做,在检查 isInterrupted(),才能发现当前线程已经被中断了。可以试一下将 catch 的 interrupt 注释掉进行验证。
Thread.sleep()方法由于中断而抛出异常,此时,它会清除中断标记,如果不加处理,那么在下一次循环开始时,就无法不会这个中断,所以在异常处理中,再次设置中断标志位。
等待(wait)和通知(notify)
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wait 和 notify 不是在 Thread 类中的方法,而是在 Object 类中,意味着任何对象都能调用这两个方法。
如果一个线程调用了 wait()方法,那么它就会计入 object 对象的等待队列。这个等待队列中,可能会有多个线程,因为系统运行多个线程同时等待同一个对象。当 notify()被调用是,它就会从这个等待队列中,随机选择一个线程,并将其唤醒。但是这个选择不是公平的,并不是先等待的线程会优先被选择,这个选择完全是随机的。
notifyAll()方法会唤醒这个等待队列的所有线程。
无论是 wait()或者是 notify()方法,必须包含在对应的 synchronized 语句中,无论是 wait()或者 notify()都需要首先获取目标对象的一个监视器。
而 wait()方法执行后,会释放这个监视器,当被重新 notify()后,**要做的第一件事不是继续执行后续的代码,而是要尝试重新获取 object 的监视器。**如果暂时无法获得,线程还必须要等待这个监视器。当监视器顺利获得后,才可以真正意义上的继续执行。
wait()方法和 sleep()的区别就是,wait 会释放对象的锁,而 sleep 不会释放锁。
挂起(Suspend)和继续执行(resume)
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被挂起的线程必须要等到 resume 操作后,才能继续指定、
但是已经被标注为废弃方法,不推荐使用。因为 suspend()在导致线程暂停的同时,并不会去释放任何资源。此时,任何线程想要访问被它暂用的锁,都会备受牵连,导致无法正常运行。直到对应的线程上进行了 resume()操作,被挂起的线程才能继续操作。但是如果 resume 操作在 suspend 之前就执行了,那么被挂起的线程就很难有机会被继续执行了。
如果想要实现 suspend 跟 resume,可以通过 wait 跟 notify 进行使用。
等待线程结束(join)和谦让(yield)
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一个线程的输入可能非常依赖于另外一个或者多个线程的输出,所以,这个线程就需要等待依赖线程执行完毕,才能继续执行。
public final void join() throws InterruptedException
public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException
第一个 join()方法表示无限等待,它会一直阻塞当前线程,知道目标线程执行完毕。
第二个 join()给出了一个最大等待时间,如果超过给定时间目标线程还在执行,当前线程也会因为“等不及”,而继续往下执行。
join 就是加入的意思,因此一个线程要加入另外一个线程,那么最好的方法就是等着它一起走。
public class JoinMain {
public volatile static int i = 0;
public static class AddThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (i = 0; i < 1000000; i++);
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
AddThread at = new AddThread();
at.start();
at.join();
System.out.println(i);
}
}
主函数中,如果不用 join()等待 AddThread,那么得到的 i 很可能是 0 或者一个非常小的数字。因为 AddThread 还没执行完,i 的值就已经被输出了。但使用 join 方法后,表示主线程愿意等待 AddThread 执行完毕,跟着 AddThread 一起往前走,所以在 join()返回,AddThread 已经执行完成,故 i 总是 1000000;
join 的本质是让调用线程 wait()在当前线程对象实例上。
if (millis == 0) {
while (isAlive()) {
wait(0);
}
}
可以看到,它调用线程在当前线程对象上进行等待。当执行完成后,被等待的线程会在退出前**调用 notifyAll()**通知所有的等待线程继续执行。
因此需要注意,不要在应用程序中,在 Thread 对象上使用类似 wait()或者 notify()等方法,因为这很有可能影响系统 API 的工作,或者被系统 API 所影响。
public static native void yield();
yield()这是个静态方法。一旦执行,它会使当前线程让出 CPU。当前线程让出 CPU 后,还会进行 CPU 资源的争夺,但是是否能被再次分配到,就不一定了。
???????volatile 与 Java 内存模型(JMM)
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???????Java 内存模型都是围绕着原子性,有序性,可见性展开。
Java 使用了一些特殊的操作或者关键字来什么,告诉虚拟机,在这个地方,尤其注意,不能随意变动优化目标指令。volatile 就是其中之一。
volatile:易变的,不稳定的。
当 volatile 去申明一个变量,就等于告诉虚拟机。这个变量极有可能会被某些线程修改。为了确保这个变量被修改后,应用程序范围内所有线程都能够“看到”。虚拟机就必须采用一些特殊的手段,保证这个变量的可见性等特点。
volatile 并不能替代锁。也无法保证一些符合操作的原子性。volatile 无法保证 i++原子性操作。
6 《一线大厂 Java 面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》无偿开源 威信搜索公众号【编程进阶路】 . volatile 能保障数据的可见性和有序性。
???????守护线程(Daemon)
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???????守护线程是一种特殊的线程,是系统的守护者,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。
线程的优先级
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Java 使用 1~10 表示线程优先级。数字越大优先级越高。****???????
同步方法以及同步块
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线程同步
由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间,在带来方便的同时,也带来了访问冲突问题,为了保障数据在方法中被访问时的正确性,在访问时加入锁机制**synchronized,**当一个线程获得对象的排他锁,独占资源,其他线程必须等待,使用后是否锁即可。但是存在以下问题:
一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起。
在多线程竞争下,加锁,释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,引起性能问题
如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁,会导致优先倒置,引起性能问题。
关键字 synchronized 的作用是实现线程间的同步。它的工作是对同步的代码加锁,使得每一次,只能有一个线程进入同步块,从而保证线程间的安全性。
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,进入同步代码块要获得当前类的锁。
synchronized 除了保证**线程同步,还可以保证线程之间的可见性和有序性。**从可见性上来说,synchronized 可以完全代替 volatile,只是使用上没那么方便。就有序性而言,由于 synchronized 限制每次只有一个线程可以访问同步块,无论同步块内的代码如何被乱序执行,只要保证串行语义一致性,那么执行结果总是一样的。
同步方法
可以通过 private 关键字来保证数据对象只能被方法访问,所以只需要针对方法提出一套机制,这套机制就是 synchronized 关键字。有 synchronized 方法和 synchronized 块
synchronized 方法控制对“对象”的访问,每个对象对应一把锁,每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行,否则线程会阻塞,方法一旦执行,就会独占该锁,直到方法返回才释放锁,后面被阻塞的线程才能获得这个锁,继续执行
缺陷:若将一个大的方法申明为 synchronized 将会影响效率。
同步块
同步块:synchronized(obj){}
Obj 称之为?同步监视器
obj 可以使任何对象,推荐使用共享资源作为同步监视器
同步方法中无需指定同步监视器,因为同步方法的同步监视器就是 this,就是这个对象本身,或者是 class
同步监视器的执行过程
第一个线程访问,锁定同步监视器,执行其中代码
第二个线程访问,返现同步监视器被锁定,无法访问
第一个线程访问完毕,解锁同步监视器
第二个线程访问,发现同步监视器没有锁,然后锁定并访问
死锁
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多个线程各自占有一些资源,并且互相等待其他线程占有的资源才能运行,而导致两个或者多个线程都在等待对方资源释放,都停止执行的情形,某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”时,就可能发生“死锁”
产生死锁的四个必要条件:
**互斥条件:**一个资源每次只能被一个进程使用
**请求与保持条件:**一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放
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