帶你快速搞定java多線程(3)
一、鎖的概念
先來聊聊這幾個概念，總不能聊起來的時候啥也不知道，只知道干活也沒有用。
公平鎖：當(dāng)線程A獲取訪問該對象，獲取到鎖后，此時內(nèi)部存在一個計數(shù)器num+1，其他線程想訪問該對象，就會進(jìn)行排隊等待(等待隊列最前一個線程處于待喚醒狀態(tài))，直到線程A釋放鎖(num = 0)，此時會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再次嘗試獲取該對象鎖時，會檢查該對象鎖釋放已經(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。
非公平鎖：當(dāng)線程A在釋放鎖后，等待對象的線程會進(jìn)行資源競爭，競爭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)行鎖的競爭，但是非公平鎖是無序的鎖競爭，剛釋放鎖的線程很大程度上能比較快的獲取到鎖，隊列中的線程只能等待，所以非公平鎖可能會有“饑餓”的問題。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候都會先加鎖，不管有沒有人搶，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現(xiàn)
樂觀鎖：樂觀鎖和悲觀鎖剛好相反，假定自己使用資源的時候沒有人搶，所以不需要上鎖。樂觀鎖的實現(xiàn)方案一般來說有兩種：版本號機(jī)制 和 CAS實現(xiàn) 。下期可能會講。
在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子變量類就是使用了樂觀鎖的一種實現(xiàn)方式CAS實現(xiàn)的。
二、synchronized 的使用方式
| 場景 | 具體分類 | 鎖對象 | 代碼示例 |
|---|---|---|---|
| 修飾方法 | 實例方法 | 當(dāng)前實例對象 | public synchronized void method () { ... } |
| ... | 靜態(tài)方法 | 當(dāng)前類的Class對象 | public static synchronized void method () { ... } |
| 修飾代碼塊 | 代碼塊 | ( )中配置的對象 | synchronized(object) { ... } |
三、synchronized 的實現(xiàn)原理列
想知道原來先去底層看下，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，每個對象都和一個monitor對象關(guān)聯(lián)，主要用來控制互斥資源的訪問，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，會把申請的線程加入到等待隊列。
小結(jié)
1、 無論synchronized關(guān)鍵字加在方法上還是對象上，如果它作用的對象是非靜態(tài)的，則它取得的鎖是對象；如果synchronized作用的對象是一個靜態(tài)方法或一個類，則它取得的鎖是對class對象的鎖，該類所有的對象同一把鎖。2、每個對象只有一個鎖（lock）與之相關(guān)聯(lián)，誰拿到這個鎖誰就可以運(yùn)行它所控制的那段代碼。
3、實現(xiàn)同步是要很大的系統(tǒng)開銷作為代價的，甚至可能造成死鎖，所以盡量避免無謂的同步控制，避免做嵌套synchronized 的使用。
4、synchronized 要盡量控制范圍，不能范圍太大，否則會損失系統(tǒng)性能。
四、線程池是什么
線程池就是一個對象持有一堆線程，舉個例子就是餓了么養(yǎng)的騎手團(tuán)隊。線程池就是這個團(tuán)隊，每個騎手都是一個線程。
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，這個時候的外賣任務(wù)就會派單給騎手，為什么要用線程池吶？
有幾個好處，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，來不及了，不如平常養(yǎng)一些騎手，線程的創(chuàng)建和銷毀的開銷是巨大的。
第二就是不能一個單子來了就來一個騎手，這樣的話騎手的數(shù)量很難控制，對于派單來說也存在很大的壓力，會造成整個騎手團(tuán)隊的崩潰，對應(yīng)的就是可以通過線程池控制系統(tǒng)內(nèi)的線程數(shù)量，有效的避免大量的線程池爭奪CPU資源而造成堵塞。
第三如果養(yǎng)了一個騎手團(tuán)隊，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，騎手打星等。對比線程池就是線程池可以提供定時、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)說明
首先看下如何構(gòu)造一個線程池
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)說明：
九、幾個疑問點
9.1、是怎么保證線程不銷毀的？
核心線程會阻塞等待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，需要執(zhí)行拒絕策略。拒絕策略需要實現(xiàn)RejectedExecutionHandler接口，并實現(xiàn)rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor)方法。不過Executors框架已經(jīng)為我們實現(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兩個方法來實現(xiàn)
shutdownNow：對正在執(zhí)行的任務(wù)全部發(fā)出interrupt()，停止執(zhí)行，對還未開始執(zhí)行的任務(wù)全部取消，并且返回還沒開始的任務(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。
具體問題具體分析。
十、總結(jié)
線程池是項目中常用的，需要理解線程池的應(yīng)用場景和構(gòu)造函數(shù)，正確的使用線程池。
本篇文章就到這里了，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！
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