java多線程的核心知識(shí)點(diǎn)是什么

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目錄

• 一、鎖的概念

• 二、synchronized 的使用方式

• 三、synchronized 的實(shí)現(xiàn)原理列

• 小結(jié)

• 四、線程池是什么

• 五、為什么要用線程池？

• 六、看下類圖，從整體上理解下

• 七、線程池的創(chuàng)建

• 八、線程池核心參數(shù)說(shuō)明

• 九、幾個(gè)疑問(wèn)點(diǎn)

• 9.1、是怎么保證線程不銷毀的？

• 9.2 提交任務(wù)有哪幾種方式？

• 9.3 拒絕策略都有哪些？

• 9.4 線程池的關(guān)閉

• 9.5 初始化線程池時(shí)線程數(shù)的選擇

• 十、總結(jié)

一、鎖的概念

先來(lái)聊聊這幾個(gè)概念，總不能聊起來(lái)的時(shí)候啥也不知道，只知道干活也沒(méi)有用。

公平鎖：當(dāng)線程A獲取訪問(wèn)該對(duì)象，獲取到鎖后，此時(shí)內(nèi)部存在一個(gè)計(jì)數(shù)器num+1，其他線程想訪問(wèn)該對(duì)象，就會(huì)進(jìn)行排隊(duì)等待(等待隊(duì)列最前一個(gè)線程處于待喚醒狀態(tài))，直到線程A釋放鎖(num = 0)，此時(shí)會(huì)喚醒處于待喚醒狀態(tài)的線程進(jìn)行獲取鎖的操作，一直循環(huán)。如果線程A再次嘗試獲取該對(duì)象鎖時(shí)，會(huì)檢查該對(duì)象鎖釋放已經(jīng)被占用，如果還是當(dāng)前線程占用鎖，則直接獲得鎖，不用進(jìn)入排隊(duì)。

非公平鎖：當(dāng)線程A在釋放鎖后，等待對(duì)象的線程會(huì)進(jìn)行資源競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)成功的線程將獲取該鎖，其他線程繼續(xù)睡眠。

公平鎖是嚴(yán)格的以FIFO的方式進(jìn)行鎖的競(jìng)爭(zhēng)，但是非公平鎖是無(wú)序的鎖競(jìng)爭(zhēng)，剛釋放鎖的線程很大程度上能比較快的獲取到鎖，隊(duì)列中的線程只能等待，所以非公平鎖可能會(huì)有“饑餓”的問(wèn)題。但是重復(fù)的鎖獲取能減小線程之間的切換，而公平鎖則是嚴(yán)格的線程切換，這樣對(duì)操作系統(tǒng)的影響是比較大的，所以非公平鎖的吞吐量是大于公平鎖的，這也是為什么JDK將非公平鎖作為默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)。

悲觀鎖：總是假設(shè)最壞的情況，每次想要使用數(shù)據(jù)的時(shí)候就恰好別人也要修改數(shù)據(jù)，一切是以安全第一，所以在每次操作資源的時(shí)候都會(huì)先加鎖，不管有沒(méi)有人搶，然后獨(dú)占資源。Java中synchronized和ReentrantLock等獨(dú)占鎖就是悲觀鎖思想的實(shí)現(xiàn)

樂(lè)觀鎖：樂(lè)觀鎖和悲觀鎖剛好相反，假定自己使用資源的時(shí)候沒(méi)有人搶，所以不需要上鎖。樂(lè)觀鎖的實(shí)現(xiàn)方案一般來(lái)說(shuō)有兩種：版本號(hào)機(jī)制 和 CAS實(shí)現(xiàn) 。下期可能會(huì)講。

在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子變量類就是使用了樂(lè)觀鎖的一種實(shí)現(xiàn)方式CAS實(shí)現(xiàn)的。

二、synchronized 的使用方式

三、synchronized 的實(shí)現(xiàn)原理列

想知道原來(lái)先去底層看下，看看字節(jié)碼是什么樣子的，let's go!

  private static Object lock = new Object();
  public static synchronized void testSyn() {
      System.out.println("香菜");
  }
  public synchronized void testSyn2() {
      System.out.println("香菜");
  }
  public static void testObj() {
      synchronized (lock) {
          System.out.println("香菜");
      }
  }

看下字節(jié)碼：

可以看到synchronized 的地方使用的是monitorenter指令，每個(gè)對(duì)象都和一個(gè)monitor對(duì)象關(guān)聯(lián)，主要用來(lái)控制互斥資源的訪問(wèn)，如果你想要加鎖必須先獲得monitor的批準(zhǔn)，如果現(xiàn)在正有線程訪問(wèn)，會(huì)把申請(qǐng)的線程加入到等待隊(duì)列。

小結(jié)

1、 無(wú)論synchronized關(guān)鍵字加在方法上還是對(duì)象上，如果它作用的對(duì)象是非靜態(tài)的，則它取得的鎖是對(duì)象；如果synchronized作用的對(duì)象是一個(gè)靜態(tài)方法或一個(gè)類，則它取得的鎖是對(duì)class對(duì)象的鎖，該類所有的對(duì)象同一把鎖。2、每個(gè)對(duì)象只有一個(gè)鎖（lock）與之相關(guān)聯(lián)，誰(shuí)拿到這個(gè)鎖誰(shuí)就可以運(yùn)行它所控制的那段代碼。

3、實(shí)現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開(kāi)銷作為代價(jià)的，甚至可能造成死鎖，所以盡量避免無(wú)謂的同步控制，避免做嵌套synchronized 的使用。

4、synchronized 要盡量控制范圍，不能范圍太大，否則會(huì)損失系統(tǒng)性能。

四、線程池是什么

線程池就是一個(gè)對(duì)象持有一堆線程，舉個(gè)例子就是餓了么養(yǎng)的騎手團(tuán)隊(duì)。線程池就是這個(gè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)騎手都是一個(gè)線程。

五、為什么要用線程池？

假如現(xiàn)在商家有外賣單子，需要騎手去送單，這個(gè)時(shí)候的外賣任務(wù)就會(huì)派單給騎手，為什么要用線程池吶？

有幾個(gè)好處，第一就是騎手的招聘是有成本的，等你有了外賣訂單再去招聘，來(lái)不及了，不如平常養(yǎng)一些騎手，線程的創(chuàng)建和銷毀的開(kāi)銷是巨大的。

第二就是不能一個(gè)單子來(lái)了就來(lái)一個(gè)騎手，這樣的話騎手的數(shù)量很難控制，對(duì)于派單來(lái)說(shuō)也存在很大的壓力，會(huì)造成整個(gè)騎手團(tuán)隊(duì)的崩潰，對(duì)應(yīng)的就是可以通過(guò)線程池控制系統(tǒng)內(nèi)的線程數(shù)量，有效的避免大量的線程池爭(zhēng)奪CPU資源而造成堵塞。

第三如果養(yǎng)了一個(gè)騎手團(tuán)隊(duì)，這樣在騎手的管理上可以規(guī)范，以便提供更好的外賣服務(wù)，比如這種外賣超時(shí)，騎手打星等。對(duì)比線程池就是線程池可以提供定時(shí)、定期、單線程、并發(fā)數(shù)控制等功能。

六、看下類圖，從整體上理解下

七、線程池的創(chuàng)建

線程池主要使用的四種

固定數(shù)量的線程池（FixedThreadPool）

定時(shí)線程池（ScheduledThreadPool ）

可緩存線程池（CachedThreadPool）

單線程化線程池（SingleThreadExecutor）

八、線程池核心參數(shù)說(shuō)明

首先看下如何構(gòu)造一個(gè)線程池

  public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
      return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                                    threadFactory);
      public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                            int maximumPoolSize,
                            long keepAliveTime,
                            TimeUnit unit,
                            BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                            ThreadFactory threadFactory,
                            RejectedExecutionHandler handler)

核心參數(shù)說(shuō)明：

九、幾個(gè)疑問(wèn)點(diǎn)

9.1、是怎么保證線程不銷毀的？

核心線程會(huì)阻塞等待workQueue

9.2 提交任務(wù)有哪幾種方式？

9.3 拒絕策略都有哪些？

拒絕策略（handler）當(dāng)線程池的線程數(shù)達(dá)到最大線程數(shù)時(shí)，需要執(zhí)行拒絕策略。拒絕策略需要實(shí)現(xiàn)RejectedExecutionHandler接口，并實(shí)現(xiàn)rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor)方法。不過(guò)Executors框架已經(jīng)為我們實(shí)現(xiàn)了4種拒絕策略：

AbortPolicy（默認(rèn)）：丟棄任務(wù)并拋出RejectedExecutionException異常。

CallerRunsPolicy：由調(diào)用線程處理該任務(wù)。

DiscardPolicy：丟棄任務(wù)，但是不拋出異常?？梢耘浜线@種模式進(jìn)行自定義的處理方式。

DiscardOldestPolicy：丟棄隊(duì)列最早的未處理任務(wù)，然后重新嘗試執(zhí)行任務(wù)。

9.4 線程池的關(guān)閉

關(guān)閉線程池可以調(diào)用shutdownNow和shutdown兩個(gè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)

shutdownNow：對(duì)正在執(zhí)行的任務(wù)全部發(fā)出interrupt()，停止執(zhí)行，對(duì)還未開(kāi)始執(zhí)行的任務(wù)全部取消，并且返回還沒(méi)開(kāi)始的任務(wù)列表。

shutdown：當(dāng)我們調(diào)用shutdown后，線程池將不再接受新的任務(wù)，但也不會(huì)去強(qiáng)制終止已經(jīng)提交或者正在執(zhí)行中的任務(wù)。

9.5 初始化線程池時(shí)線程數(shù)的選擇

如果任務(wù)是IO密集型，一般線程數(shù)需要設(shè)置2倍CPU數(shù)以上，以此來(lái)盡量利用CPU資源。

如果任務(wù)是CPU密集型，一般線程數(shù)量只需要設(shè)置CPU數(shù)加1即可，更多的線程數(shù)也只能增加上下文切換，不能增加CPU利用率。

具體問(wèn)題具體分析。

十、總結(jié)

線程池是項(xiàng)目中常用的，需要理解線程池的應(yīng)用場(chǎng)景和構(gòu)造函數(shù)，正確的使用線程池。

到此，關(guān)于“java多線程的核心知識(shí)點(diǎn)是什么”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！