Java 多线程基础
JMM（Java内存模型）
- Java内存模型是一种逻辑模型，是一组预定规范，定义了每个变量的访问方式，简要运行方式如下
- Java内存区域，描述了Java内存的物理分布
Java内存区域
JMM分为主内存和工作内存（栈空间），JVM会为每一个线程分配一个工作内存，Java中所有的实例对象都存在主存中，主存对所有线程共享，但线程不能直接操作主存，只能先进行拷贝，操作完毕后再存进主存中。工作内存是私有的，存有主存数据的副本，线程间的通信必须通过主存来进行
JMM的数据存储
方法中的基本数据类型存储在工作内存的栈帧中，对象实例的引用也存储在栈帧中，但值存在主存中，除此之外，例如成员变量，静态变量等都存在主存中
JMM保证线程安全的三个特性
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原子性：指不可中断的操作，理论上对于32位操作系统来说，long和double数据的读取是非原子操作
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可见性：一个线程间共享的变量可见，指当一个线程修改了该共享变量的值，其他线程是否能立刻获取到这一次的修改。对于单线程来说，这个问题是不存在的，而对于多线程来说，如果存在工作内存和主存的同步延迟，就会出现一个线程修改变量之后，另一个线程仍然读取修改前主存中的变量值
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有序性：对于多线程，编译成机器码后会出现指令重排的现象，对于一个线程来说，每条指令的执行顺序是固定的，但对于多个线程来说，指令的执行顺序是不固定的
JMM提供的线程安全解决方案
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对数据的原子性操作，可以使用java.util.concurrent.atomic.*这个包，对代码块的原子性操作，可以使用synchronized关键字或者重入锁(ReentrantLock)
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happens-before原则
一套辅助规则保证程序执行的原子性，可见性和有序性
- 同一线程中，代码一定按顺序执行
- 同一个锁，先进行解锁才能加锁（也就是说加锁和解锁一定是轮流执行）
- 对于volatile变量，强制从主存中读取，并且在改变后强制刷新到主存
- 线程启动规则：线程的start()方法先于它的每一个动作
- 线程终止规则：线程的终止在所有动作之后（例如线程A中执行了线程B.join()，那么B中所有的对共享变量的操作结果，都能在B.join()结束后被A读取到）
- 线程中断规则：interrupt()方法先执行，Thread.interrupted()再返回true
- 对象终结规则：对象的构造函数先于finalize()方法（但一般不会Override finalize()方法）
新建线程的三种方式
- 继承Thread类
- 实现Runnable接口（lambda，匿名内部类等）
- 实现Callable接口
线程状态
| 名称 | 状态 |
|---|---|
| NEW | 构建完毕，但是没有start() |
| RUNNABLE | 运行中，包括就绪和运行状态 |
| BLOCKED | 线程阻塞，被锁住 |
| WAITING | 线程进入等待状态，需要其他线程通知或中断 |
| TIME_WAITING | 超时等待，可以在指定时间自行改变 |
| TERMINATED | 线程终止，已执行完毕 |
线程操作
- interrupt 不改变线程的状态情况下实现线程间的交互，可以用于线程结束时清理资源
- join 将另一个线程加入当前线程，同步执行
- sleep 让线程按指定时间休眠，注意和Object.wait()的比较
- yield 让当前线程让出cpu，注意与sleep比较
interrupt机制
当调用thread.interrupt()时
- 线程在sleep, wait, join, 方法会被唤醒，并且需要对interruptedException进行处理
- 线程运行（RUNNABLE）中，会设置interrupt标志位，可通过isInterrupted()进行查看并进行处理
守护线程
例如GC，JIT线程就属于守护线程，可以通过setDaemon设置，当虚拟机只有守护线程时，线程会执行退出
Tips
- yield VS sleep
- yield只是使当前线程让出cpu，不一定会切换到其他线程
- yield让出cpu后，只有与当前线程具有相同优先级的线程有竞争权，而sleep交出的时间片，其他线程都可以竞争
- 编译器重排和处理器指令重排：
- 简单地说，比如线程A有指令A1,A2,A3，线程B有指令B1,B2,B3，A1A2A3B1B2B3，A1B1B2B3A2A3等等都是可能出现的指令顺序
- 赋值语句的重排属于编译器重排，而机器码指令的重排数据处理器重排
ref
https://www.jianshu.com/p/f65ea68a4a7f
https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72772461
https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72828483
