最近在看多线程经典书籍Java并发变成实战,很多概念有疑惑,虽然工作中很少用到多线程,但觉得还是自己太弱了.加油.记一些随笔.下面简单介绍一下线程. 一  线程与进程   进程与线程的解释   个人觉得这个解释很形象. 二  线程的状态 线程状态图 说明:线程共包括以下5种状态.1. 新建状态(New)         : 线程对象被创建后,就进入了新建状态.例如,Thread thread = new Thread().2. 就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”.线程对象被创…

关于发布和逸出 并发编程实践中,this引用逃逸("this"escape)是指对象还没有构造完成,它的this引用就被发布出去了.这是危及到线程安全的,因为其他线程有可能通过这个逸出的引用访问到“初始化了一半”的对象(partially-constructed object).这样就会出现某些线程中看到该对象的状态是没初始化完的状态,而在另外一些线程看到的却是已经初始化完的状态,这种不一致性是不确定的,程序也会因此而产生一些无法预知的并发错误.在说明并发编程中如何避免this引用逸出…

<java并发编程实战>这本书配合并发编程网中的并发系列文章一起看,效果会好很多. 并发系列的文章链接为:  Java并发性和多线程介绍目录 建议: <java并发编程实战>第3章和第4章可以暂时先跳过..这部分内容的文字和概念很多,代码块偏少.不容易看进去. 一.线程1.线程的使用可以提升程序的性能.2.线程如果没有同步,操作的执行顺序是不可预测的.3.线程之间共享数据时,必须使用同步机制.不然数据会发生无法预料的变化.二.线程的安全性 0.线程安全性:当多个线程访问某个对象时,…

多线程的基础概念本人在学习多线程的时候发现一本书——java多线程编程实战指南.整理了一下书中的概念制作成了思维导图的形式.按照书中的章节整理,并添加一些个人的理解.…

2.线程的安全性 2.1什么是线程安全 在多个线程访问的时候,程序还能"正确",那就是线程安全的. 无状态(可以理解为没有字段的类)的对象一定是线程安全的. 2.2 原子性 典型的例子,多线程状态下的i++是不安全的.因为i++其实是分很多步骤实现的,多个线程的执行过程可能会相互混乱. 竞态条件(Race Conditions) 线程与线程之间需要依赖于执行顺序来保证执行结果的正确性.那么就会发生竞态条件.例如在A线程中设置一个值,然后通过另外一信号变量通知给另外一个线程来读.这种协调…

一.锁的劣势 锁定后假设未释放.再次请求锁时会造成堵塞.多线程调度通常遇到堵塞会进行上下文切换,造成很多其它的开销. 在挂起与恢复线程等过程中存在着非常大的开销,而且通常存在着较长时间的中断. 锁可能导致优先级反转,即使较高优先级的线程能够抢先运行,但仍然须要等待锁被释放,从而导致它的优先级会降至低优先级线程的级别. 二.硬件对并发的支持 处理器填写了一些特殊指令,比如:比較并交换.关联载入/条件存储. 1 比較并交换 CAS的含义是:"我觉得V的值应该为A.假设是.那么将V的值更新为B,否则不…

Java内存模型是保障多线程安全的根基,这里不过认识型的理解总结并未深入研究. 一.什么是内存模型,为什么须要它 Java内存模型(Java Memory Model)并发相关的安全公布,同步策略的规范.一致性等都来自于JMM. 1 平台的内存模型 在架构定义的内存模型中将告诉应用程序能够从内存系统中获得如何的保证,此外还定义了一些特殊的指令(称为内存栅栏或栅栏),当须要共享数据时,这些指令就能实现额外的存储协调保证. JVM通过在适当的位置上插入内存栅栏来屏蔽在JVM与底层平台内存模型之间的差…

并发测试分为两类:安全性测试(无论错误的行为不会发生)而活性测试(会发生). 安全測试 - 通常採用測试不变性条件的形式,即推断某个类的行为是否与其它规范保持一致. 活跃性測试 - 包含进展測试和无进展測试两个方面. 性能測试与活跃性測试相关,主要包含:吞吐量.响应性.可伸缩性. 一.正确性測试 找出须要检查的不变条件和后延条件. import java.util.concurrent.Semaphore; public class BoundedBuffer<E> { private fin…

一.状态依赖性的管理 有界缓存实现的基类 @ ThreadSafe public abstract class BaseBoundedBuffer<E> { @GuardeBy( "this" ) private final E[] buf; @GuardeBy( "this" ) private int tail; @GuardeBy( "this" ) private int head; @GuardeBy( "this…

可见性 在没有同步的情况下,编译器.处理器以及运行时都可能做指令重排.执行结果可能会出现错误 volatile变量 编译器与运行时不会进行指令重排,不会进行缓存,使用volatile变量要满足以下条件: 对变量的写入不依赖变量当前值,或者确保单个线程更新变量 该变量不会与其他状态变量一起纳入不变性条件中 在访问变量时不需要加锁 加锁机制既可以确保可见性和原子性,而volatile变量只能确保可见性 发布与逸出 发布:使一个对象能够在当前作用域之外的代码中使用 将一个指向该对象的引用保存到其他代码…

Executor与Task的耦合性 1,除非线程池很非常大,否则一个Task不要依赖同一个线程服务中的另外一个Task,因为这样容易造成死锁: 2,线程的执行是并行的,所以在设计Task的时候要考虑到线程安全问题.如果你认为只会在单任务线程的Executor中运行的话,从设计上讲这就已经耦合了. 3,长时间的任务有可能会影响到其他任务的执行效率,可以让其他线程在等待的时候限定一下等待时间.不要无限制地等待下去. 确定线程池的大小 给出如下定义: 要使CPU达到期望的使用率,线程池的大小应设置为:…

1.多线程在CPU切换过程中,由于需要保存线程之前状态和加载新线程状态,成为上下文切换,上下文切换会造成消耗系统内存.所以,可合理控制线程数量. 如何控制: (1)使用ps -ef|grep appname,查找appname的pid:如1111 (2)使用jstack 1111 > /home/ibethfy/dump1,将dump信息追加到dump1 (3)使用grep java.lang.Thread.State /home/ibethfy/dump1 | awk '{print $2$3…

任务的定义 大多数并发程序都是围绕任务进行管理的.任务就是抽象和离散的工作单元.   任务的执行策略 1.顺序的执行任务 这种策略的特点是一般只有按顺序处理到来的任务.一次只能处理一个任务,后来其它任务都要等待处理.响应性很糟糕,吞吐量低.系统资源利用率低. 2.显示的为任务创建线程 为每个任务创建对应一个线程,响应快,系统资源利用路高.缺点是资源消耗量大,如果有大量任务要执行的话,系统迟早会因为无限制创建过多的线程而造成内存耗尽.特别当创建的线程数量远远大于系统的CPU核数,由于每一个核同一时…

同步容器 同步容器是指那些对所有的操作都进行加锁(synchronize)的容器.比如Vector.HashTable和Collections.synchronizedXXX返回系列对象: 可以看到,它的绝大部分方法都被加了同步(带个小时钟图标). 虽然Vector这么劳神费力地搞了这么多同步方法,但在最终使用的时候它并不一定真的"安全". 同步容器的复合操作不安全 虽然Vector的方法增加了同步,但是像下面这种"先检查再操作"复合操作其实是不安全的: //两个同…

如果在某种算法中,一个线程的失败或挂起不会导致其他线程也失败和挂起,那么这种算法就被称为非阻塞算法.如果在算法的每个步骤中都存在某个线程能够执行下去,那么这种算法也被称为无锁(Lock-Free)算法.如果在算法中仅将CAS用于协调线程之间的操作,并且能正确地实现,那么它既是一种无阻塞算法,又是一种无锁算法. 创建非阻塞算法的关键在于,找出如何将原子修改的范围缩小到单个变量上,同时还要维护数据的一致性. 非阻塞算法的所有特性:某项工作的完成具有不确定性,必须重新执行. 复杂数据结构的非阻塞算法,…

任务的取消 中断传递原理 Java中没有抢占式中断,就是武力让线程直接中断. Java中的中断可以理解为就是一种简单的消息机制.某个线程可以向其他线程发送消息,告诉你“你应该中断了”.收到这条消息的线程可以根据这个消息做出反应. 意思是,不是你说让我停我就会停,我愿意停就停! 中断消息的传递其实就是通过Thread的一个布尔类型中断状态变量实现的. 发送中断请求时,线程的中断变量被设置为true: Thread t = new Thread(new Runnable() { @Override…

Happens-Before规则 程序顺序规则.如果程序中操作A在操作B之前,那么在线程中A操作将在B操作之前执行. 监视器锁规则.在监视器锁上的解锁操作必须在同一个监视器锁上的加锁操作之前执行. volatile变量规则.对volatile变量的写入操作必须在对该变量的读操作之前执行. 线程启动规则.在线程上对Thread.start的调用必须在该线程中执行任何操作之前执行. 线程结束规则.线程中的任何操作都必须在其他线程检测到该线程已经结束之前执行,或者从Thread.join中成功返回,或…

如果线程本地的计算量较少,那么在锁和原子变量上的竞争将非常激烈.如果线程本地的计算量较多,那么在锁和原子变量上的竞争会降低,因为在线程中访问锁和原子变量的频率将降低. 在高度竞争的情况下,锁的性能将超过原子变量的性能.在中低程度的竞争下,原子变量能提供更高的可伸缩性.而在高强度的竞争下,锁能够更有效地避免竞争.性能比较下两幅图.两图中第三条曲线使用ThreadLocal即每个线程都只能看到自己私有状态变量,不是所有线程共享同一个状态变量,说明如果能哆避免使用共享状态,那么开销将会更小.我们可以通…

/** * NumberRange * <p/> * Number range class that does not sufficiently protect its invariants * * @author Brian Goetz and Tim Peierls */ public class NumberRange { // INVARIANT: lower <= upper private final AtomicInteger lower = new AtomicInteg…

void stateDependentMethod() throws InterruptedException { //必须通过一个锁来保护条件谓词 synchronized(lock) { while(!conditionPredicate) lock.wait(); //现在对象处于合适的状态 } } 当使用条件等待时(例如Object.wait或Condiotion.await): 通常都有一个条件谓词——包括一些对象状态的测试,线程在执行前必须首先通过这些测试. 在调用wait之前测试条…

在一些内置锁无法满足需求的情况下,ReentrantLock可以作为一种高级工具.当震要一些高级功能时才应该使用ReentrantLock,这些功能包括:可定时的.可轮询的与可中断的锁获取操作,公平队列,以及非块结构的锁.否则,还是应该优先使用synchronized. ReentrantLock在性能上似乎优于内置锁,其中在Java6中略有胜出,而在Java5中则是远远胜出.…

1,中断是实现取消的最合理方式.2,对中断操作的正确理解是:它并不会真正地中断一个正在运行的线程,而只是发出中断请求,然后由线程在下一个合适的时刻中断自己.3,区分任务和线程对中断的反应是很重要的4,线程有一个相应的所有者,即创建该线程的类.5,除非拥有某个线程,否则不能对该线程进行操控.由于每个线程拥有各自的中断策略,因此除非你知道中断对该线程的含义,否则就不应该中断这个线程.…

类似于Web服务器这种多任务情况时,不可能只用一个线程来对外提供服务.这样效率和吞吐量都太低. 但是也不能来一个请求就创建一个线程,因为创建线程的成本很高,系统能创建的线程数量是有限的. 于是Executor就出现 了. Executor框架 线程池的意义 线程创建太少了浪费服务器资源,另外线程创建多了又搞得服务器很累.两个极端的结果都是对外的吞吐量上不去. 所以线程是需要统一管理的,不能随便new Thread().start(). Executor提供了四种线程池. ExecutorServ…

非阻塞算法:使用底层的原子机器指令(例如比较并交换指令)代替锁来确保数据在并发访问中的一致性 应用于在操作系统和JVM中实现线程 / 进程调度机制.垃圾回收机制以及锁和其他并发数据结构 可伸缩性和活跃性上拥有巨大的优势,不存在死锁 原子变量:提供了与volatile类型变量相同的内存语义,并支持原子的更新操作,比基于锁的方法提供更高的可伸缩性 一.锁的劣势 锁:独占方式访问共享变量,对变量的操作对其他获得同一个锁的线程可见 劣势: 请求锁失败,一些线程将被挂起并且在稍后恢复运行 恢复执行时必须等…

一.状态依赖性管理 对于单线程程序,某个条件为假,那么这个条件将永远无法成真 在并发程序中,基于状态的条件可能会由于其他线程的操作而改变 可阻塞的状态依赖操作的结构 acquire lock on object state while (precondition does not hold) { release lock wait until precondition might hold optionally fail if interrupted or timeout expires rea…

一.状态依赖性的管理 有界缓存实现的基类 @ ThreadSafe public abstract class BaseBoundedBuffer<E> { @GuardeBy( "this" ) private final E[] buf; @GuardeBy( "this" ) private int tail; @GuardeBy( "this" ) private int head; @GuardeBy( "this…

一.什么是内存模型,为什么要使用它 如果缺少同步,那么将会有许多因素使得线程无法立即甚至永远看到一个线程的操作结果 编译器把变量保存在本地寄存器而不是内存中 编译器中生成的指令顺序,可以与源代码中的顺序不同 处理器采用乱序或并行的方式来执行指令 保存在处理器本地缓存中的值,对于其他处理器是不可见 在单线程中,只要程序的最终结果与在严格串行环境中执行的结果相同,那么上述所有操作都是允许的 在多线程中,JVM通过同步操作来找出这些协调操作将在何时发生 JMM规定了JVM必须遵循一组最小保证,这组保证…

并发程序中潜在错误的发生并不具有确定性,而是随机的. 安全性测试:通常会采用测试不变性条件的形式,即判断某个类的行为是否与其规范保持一致 活跃性测试:进展测试和无进展测试两方面,这些都是很难量化的(性能:即吞吐量,响应性,可伸缩性测试) 一.正确性测试 重点:找出需要检查的不变性条件和后验条件 1.对基本单元的测试——串行的执行 1 public class BoundedBufferTests { 2 3 @Test 4 public void testIsEmptyWhenConstruct…

<Java并发编程实战>读书笔记一 -- 简介 并发的历史 并发的历史,也是人类利用有限的资源去提高生产效率的一个的例子. 设想现在有台计算机,这台计算机具有以下的资源: 单核CPU一个 内存 磁盘 打印机 就跟下图所示: 一台简要的计算机 很久以前(也没多久,几十年前),计算机只能跑一个程序(可以回想下初学51时候的点灯程序).这个时候程序是非常的自由的,因为他可以占用整个计算机的所有的资源.如下所示: 点灯程序占用了所有的资源 往往有些程序很贱,明明占用着很多的资源,但是却不好好利用,上图…

关于非阻塞算法CAS. 比较并交换CAS:CAS包含了3个操作数---需要读写的内存位置V,进行比较的值A和拟写入的新值B.当且仅当V的值等于A时,CAS才会通过原子的方式用新值B来更新V的值,否则不会执行任何操作.无论位置V的值是否等于A,都将返回V原有的值.然后线程可以基于新返回的V值来做对应的操作,可以反复尝试.通常,反复重试是一种合理的策略,但在一些竞争很激烈的情况下,更好的方式是在重试之前首先等待一段时间或者回退,从而避免造成活锁问题.CAS的主要缺点就是,它将使调用者处理竞争问题,而…