梳理笔记

java中进程和线程实现的方式

进程的三个特点:独立性 动态性 并发性
线程特点：

1. 线程可以完成一定任务，可以和其它线程共享父进程的共享变量和部分环境，相互协作来完成任务。
2. 线程是独立运行的
3. 线程的执行是抢占式的

线程实现方式

1. 继承Thread类创建线程类
2. 实现Runnable接口
3. 使用callable和future创建线程

thread类中有几个重要的方法？各个常用方法的作用

• yield()方法的作用是放弃当前的CPU资源，将它让给其他任务去占用CPU执行时间 getId() - - =
• sleep()的作用是在指定毫秒时间内，让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）。这个正在执行的线程是指this.currentThread()返回的线程 -
• currentThread()currentThread()方法可以返回代码段正在被哪个线程调用的信息。 isAlive()

wait和sleep区别？wait,notify是不是线程的方法

• Java程序中wait 和 sleep都会造成某种形式的暂停，它们可以满足不同的需要。wait()方法用于线程间通信，如果等待条件为真且其它线程被唤醒时它会释放锁，
• 而sleep()方法仅仅释放CPU资源或者让当前线程停止执行一段时间，但不会释放锁。

Java线程yield与join方法的区别

• sleep()方法暂停当前线程后，会给其他线程执行机会，线程优先级对此没有影响。yield()方法会给优先级相同或更高的线程更高的执行机会。
• sleep()方法会将线程转入阻塞状态，直到阻塞时间结束，才会转入就绪状态。
  yield()方法会将当前线程直接转入就绪状态。
• sleep()方法声明抛出了InterruptedException异常，所以调用sleep()方法时要么捕捉该异常，要么显示声明抛出该异常。yield()方法则没有声明抛出任何异常。
• sleep()方法比yield()方法有更好的移植性，通常不建议使用yield()方法来控制并发线程的执行.

线程方法：join,yield,sleep,interrupt

• Object类的实例方法，释放CPU执行权，进入等待状态，直到 被中断、被拥有该对象锁的线程唤醒(notify或notifyAll)、会释放所持有的对象锁
• sleep：Thread类的静态方法，释放CPU执行权，等待指定时间后自己醒来。不会释放所持有对象的锁
• interrupt：1、打断处于等待状态的线程

object方法wait,notify,notifyall

• wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法，无法被重写。
• wait()执行后拥有当前锁的线程会释放该线程锁，并处于等待状态（等待重新获取锁）
• otify/notifyAll() 执行后会唤醒处于等待状态线程获取线程锁、只是notify()只会随机唤醒其中之一获取线程锁，notifyAll() 会唤醒所有处于等待状态的线程抢夺线程锁。

sychronized同步锁，锁的是什么？

• 在修饰方法的时候，默认是当前对象作为锁的对象
• 在修饰类时，默认是当前类的Class对象作为所的对象
• 故存在着方法锁、对象锁、类锁 这样的概念

synchronized可以锁当前对象，也可以锁类

静态方法和非静态方法，锁的区别

• static方法调用方式是通过class.fun，而非static方法调用是先new出这个对象，再调用
• static synchronized是类锁，synchronized是对象锁。

java并发，并行的区别

并行：是两个任务同时运行，就是甲任务进行的同时，乙任务也在进行。(需要多核CPU)
并发：指两个任务都请求运行，而处理器只能按受一个任务，就把这两个任务安排轮流进行，由于时间间隔较短，使人感觉两个任务都在运行。（表面看是CPU在同时执行多个任务，其实实际上是因为CPU瞬间切换到其他任务的速度特别快，在不同的任务之间一直在不停的切换，给不同的任务分配了不同的时间。）

多线程安全问题

• 线程安全出现的根本原因：

  1.存在两个或者两个以上的线程对象共享同一个资源；

  2.多线程操作共享资源代码有多个语句。
  方式一：同步代码块

  格式：synchronize（锁对象）{

                  需要被同步的代码
  
           }
  

同步函数（同步函数就是使用synchronized修饰一个函数）
推荐使用：同步代码块

原因：

    1.同步代码块的锁对象可以由我们自由指定，方便控制；

    2.同步代码块可以方便的控制需要被同步代码的范围，同步函数必须同步函数的所有代码。

死锁现象，4个必要条件和解决方案

概念：多个并发进程因争夺系统资源而产生相互等待的现象。
原理：当一组进程中的每个进程都在等待某个事件发生，而只有这组进程中的其他进程才能触发该事件，这就称这组进程发生了死锁。
本质原因：

1. 系统资源有限。
2. 进程推进顺序不合理。
3. 互斥：某种资源一次只允许一个进程访问，即该资源一旦分配给某个进程，其他进程就不能再访问，直到该进程访问结束。
4. 占有且等待：一个进程本身占有资源（一种或多种），同时还有资源未得到满足，正在等待其他进程释放该资源。
5. 不可抢占：别人已经占有了某项资源，你不能因为自己也需要该资源，就去把别人的资源抢过来。
6. 循环等待：存在一个进程链，使得每个进程都占有下一个进程所需的至少一种资源。
   当以上四个条件均满足，必然会造成死锁，发生死锁的进程无法进行下去，它们所持有的资源也无法释放。这样会导致CPU的吞吐量下降。所以死锁情况是会浪费系统资源和影响计算机的使用性能的。那么，解决死锁问题就是相当有必要的了。

解决方案参考

多线程同步

1. 同步方法：即有synchronized关键字修饰的方法。 由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时， 内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态
2. 同步代码块：即有synchronized关键字修饰的语句块。 被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步
3. wait与notify：

• wait():使一个线程处于等待状态，并且释放所持有的对象的lock。

• sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉InterruptedException异常。

• notify():唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。

• Allnotity():唤醒所有处入等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁，而是让它们竞争。

4. 使用特殊域变量(volatile)实现线程同步

• volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制
• 使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新
• 因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值
• volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量

5. 使用重入锁实现线程同步
   在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。
   ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁，它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力。
   注：关于Lock对象和synchronized关键字的选择：

• 最好两个都不用，使用一种java.util.concurrent包提供的机制，能够帮助用户处理所有与锁相关的代码。
• 如果synchronized关键字能满足用户的需求，就用synchronized，因为它能简化代码
• 如果需要更高级的功能，就用ReentrantLock类，此时要注意及时释放锁，否则会出现死锁，通常在finally代码释放锁

6. 使用局部变量实现线程同步
   如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本，副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。
   ThreadLocal 类的常用方法：

• ThreadLocal() : 创建一个线程本地变量
• get() : 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值
• initialValue() : 返回此线程局部变量的当前线程的"初始值"
• set(T value) : 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为value
  注：ThreadLocal与同步机制

1. ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。
2. 前者采用以"空间换时间"的方法，后者采用以"时间换空间"的方式
3. 使用阻塞队列实现线程同步
   详细内容参考

java并发的三个特性，原子性，可见行，有序性

1. 原子性是指一个操作是不可中断的。即使是在多个线程一起执行的时候，一个操作一旦开始，就不会被其它线程干扰。
   Java中的原子操作包括：

• 除long和double之外的基本类型的赋值操作
• 所有引用reference的赋值操作
• java.concurrent.Atomic.* 包中所有类的一切操作。

2. 有序性
   有序性即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

在Java内存模型中，允许编译器和处理器对指令进行重排序，但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行，却会影响到多线程并发执行的正确性。（例如：重排的时候某些赋值会被提前）
在Java里面，可以通过volatile关键字来保证一定的“有序性”（具体原理在下一节讲述）。另外可以通过synchronized和Lock来保证有序性，很显然，synchronized和Lock保证每个时刻是有一个线程执行同步代码，相当于是让线程顺序执行同步代码，自然就保证了有序性

3. 可见性
   可见性是指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。

可见性，Java提供了volatile关键字来保证可见性。
当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。
而普通的共享变量不能保证可见性，因为普通共享变量被修改之后，什么时候被写入主存是不确定的，当其他线程去读取时，此时内存中可能还是原来的旧值，因此无法保证可见性。
另外，通过synchronized和Lock也能够保证可见性，synchronized和Lock能保证同一时刻只有一个线程获取锁然后执行同步代码，并且在释放锁之前会将对变量的修改刷新到主存当中。因此可以保证可见性。

详文参考