并发知识点整理

• 并发
• • 一 原子性、可见性、有序性
  • 二 进程三态
  • 三 JVM线程中的状态
  • 四 CAS操作解析（一种锁粒度极低的乐观锁）
  • 五 synchronized带来的重度锁，和线程一开始的偏向锁，和轻量级锁
  • • 5.1 Java对象
    • 5.2 锁如何升级
  • 六 ThreadPoolExecutor线程池的概念和参数解析
  • • 6.1 主要参数
    • 6.2 拒绝策略
    • 6.3 线程池的两种提交方式 submit 和 execute
    • 6.4 workQueue
  • 七 java中的并发集合

并发

一 原子性、可见性、有序性

1）原子性: 内存模型的原子性变量操作
2）可见性：因为在执行过程中，每个一个线程都有自己单独的内存空间，只有通过（volatile，synchronized，final）新值才能够立即进入到主存之中
3）有序性：线程内有序，线程间无序。通过，先行发生原则和，volatile，synchronized

二 进程三态

1）
运行态 —> 阻塞态：正在执行的进程因为某种等待事件无法执行，就进入了阻塞态
运行态 —> 就绪态：分配给每个进程的时间片是有限的，运行时间片使用完成之后或者出现更高优先权进程就进入到就绪态
就绪态 —> 运行态: 由CPU进行调度，选中一个进程分配时间片执行
阻塞态 —> 运行态: 进程所等待的事件已经发生

三 JVM线程中的状态

1. 线程创建
2. 线程在可运行状态
3. 在线程未争取到锁对象的时候，线程进入锁阻塞，等待获取锁对象，进入可运行状态
4. 线程获取到锁对象，但是调用了wait()方法，进入了无线等待中，等待其他线程调用notify()，只有获取锁对象才进入到可运行状态
5. sleep时间到，或者wait时间到，进入到计时等待，时间到获取到锁对象才能进入可运行状态，时间到未获取到锁对象就进入锁阻塞状态
6. 线程终止

四 CAS操作解析（一种锁粒度极低的乐观锁）

AtomicInteger.incrementAndGet();

public final int incrementAndGet() { 
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
}

public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) { 
    int var5;
    do { 
    var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
} while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
    return var5;
}

1.它包含 3 个参数 CAS（V，E，N），V表示要更新变量的值，E表示预期值，N表示新值。仅当 V值等于E值时，才会将V的值设为N，如果V值和E值不同，则说明已经有其他线程做两个更新，则当前线程则什么都不做。最后，CAS 返回当前V的真实值。

2.compareAndSwapInt 是一个native接口

3.底层实现原理: 通过 mov 指令 ，移动exchange_value 等值 ，进入寄存器中，然后通过累加器，进行值的计算，最后通过总线，刷新主存，达到效果

五 synchronized带来的重度锁，和线程一开始的偏向锁，和轻量级锁

5.1 Java对象

1. 对象头+实例数据+对齐填
2. Mark Word+指向对象所属的类的指针组成(如果是数组对象，还会包含长度

5.2 锁如何升级

1. 偏向锁 —> 轻量级锁 —>重量级锁
2. 偏向锁升级：当一个线程获得了偏向锁，在执行时，只要有另一个线程尝试获得偏向锁，并且当前持有偏向锁的线程还在同步块中执行，则该偏向锁就会升级成轻量级锁。
3. 轻量级锁升级：用CAS操作将锁的Mark Word替换为自己线程栈中拷贝的锁记录的指针。如果成功，当前线程获得锁，如果失败，表示Mark Word已经被替换成了其他线程的锁记录，说明在与其它线程竞争锁，当前线程就尝试使用自旋来获取锁。当自选次数超过一定次数，就升级为重量级锁

六 ThreadPoolExecutor线程池的概念和参数解析

6.1 主要参数

参数名	参数含义
corePoolSize	核心线程数
maxinumPoolSize	最大线程数
keepAliveTime	空闲线程存活时间
unit	存活时间的单位
workQueue	存放线程任务队列
threadFactory	线程工厂，创建新线程
handler	线程池拒绝处理后的任务

corePoolSize : 代表核心线程数，这些线程创建以后并不会被消除，而是一种常驻线程
maxinumPoolSize : 表示最大允许被创建的线程数，当核心线程数都用完时
workQueue : 用来存放待执行的任务，假设我们现在核心线程都已被使用，还有任务进来则全部放入队列，直到整个队列被放满但任务还再持续进入则会开始创建新的线程
keepAliveTime、unit : 表示超出核心线程数之外的线程的空闲存活时间，也就是核心线程不会消除，但是超出核心线程数的部分线程如果空闲一定的时间则会被消除
threadFactory : 线程工厂，用来生产线程执行任务
handler : 有两种触发任务拒绝策略的方法，1.调用shutdown 2.线程池内已经达到最大线程数，这个时候也是拒绝

6.2 拒绝策略

1. ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
2. ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。
3. ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）
4. ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

6.3 线程池的两种提交方式 submit 和 execute

• execute只能提交Runnable类型的任务，无返回值。submit既可以提交Runnable类型的任务，也可以提交Callable类型的任务，会有一个类型为Future的返回值，但当任务类型为Runnable时，返回值为null。
• execute在执行任务时，如果遇到异常会直接抛出，而submit不会直接抛出，只有在使用Future的get方法获取返回值时，才会抛出异常。

6.4 workQueue

1. SynchronousQueue：阻塞队列
2. LinkedBlockingQueue：无限队列
3. ArrayBlockingQueue：由数组支持的有界阻塞队列，FIFO

七 java中的并发集合

1. CopyOnWriteArrayList相当于线程安全的ArrayList

2. CopyOnWriteArraySet相当于线程安全的HashSet

3. ConcurrentHashMap相当于线程安全的HashMap

4. ConcurrentSkipListMap相当于线程安全的TreeMap

5. ConcurrentSkipListSet相当于线程安全的TreeSet

6. ArrayBlockingQueue是数组实现的线程安全的有界的阻塞队列

7. LinkedBlockingQueue是单向链表实现的(可指定大小)阻塞队列

8. ConcurrentLinkedQueue是单向链表实现的无界队列

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