- 进程和线程
- 操作系统中运⾏多个软件
- ⼀个运⾏中的软件可能包含多个进程
- ⼀个运⾏中的进程可能包含多个线程
- CPU 线程和操作系统线程
- CPU 线程
- 多核 CPU 的每个核各⾃独⽴运⾏,因此每个核⼀个线程
- 四核⼋线程」:CPU 硬件⽅在硬件级别对 CPU 进⾏了⼀核多线程的⽀持(本质上 依然是每个核⼀个线程)
- 操作系统线程:操作系统利⽤时间分⽚的⽅式,把 CPU 的运⾏拆分给多条运⾏逻辑,即为 操作系统的线程
- 单核 CPU 也可以运⾏多线程操作系统
- CPU 线程
- 线程是什么:按代码顺序执⾏下来,执⾏完毕就结束的⼀条线
- UI 线程为什么不会结束?因为它在初始化完毕后会执⾏死循环,循环的内容是刷新界⾯
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Thread 和 Runnable
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Thread
Thread thread = new Thread() { @Override public void run() { System.out.println("Thread started!"); } }; thread.start();
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Runnable
Runnable runnable = new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("Thread with Runnable started!"); } }; Thread thread = new Thread(runnable); thread.start();
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ThreadFactory
ThreadFactory factory = new ThreadFactory() { int count = 0; @Override public Thread newThread(Runnable r) { count ++; return new Thread(r, "Thread-" + count); } }; Runnable runnable = new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " started!"); } }; Thread thread = factory.newThread(runnable); thread.start(); Thread thread1 = factory.newThread(runnable); thread1.start();
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Executor 和线程池
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常⽤: newCachedThreadPool()
Runnable runnable = new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("Thread with Runnable started!"); } }; Executor executor = Executors.newCachedThreadPool(); executor.execute(runnable); executor.execute(runnable); executor.execute(runnable);
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短时批量处理: newFixedThreadPool()
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(20); for (Bitmap bitmap : bitmaps) { executor.execute(bitmapProcessor(bitmap)); } executor.shutdown();
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Callable 和 Future
Callable<String> callable = new Callable<String>() { @Override public String call() { try { Thread.sleep(1500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "Done!"; } }; ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); Future<String> future = executor.submit(callable); try { String result = future.get(); System.out.println("result: " + result); } catch (InterruptedException | ExecutionException e) { e.printStackTrace(); }
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synchronized
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synchronized ⽅法
private synchronized void count(int newValue) { x = newValue; y = newValue; if (x != y) { System.out.println("x: " + x + ", y:" + y); } }
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synchronized 代码块
private void count(int newValue) { synchronized (this) { x = newValue; y = newValue; if (x != y) { System.out.println("x: " + x + ", y:" + y); } } }
synchronized (monitor1) { synchronized (monitor2) { name = x + "-" + y; } }
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monitor:
- 非静态方法前调用synchronized时候monitor是由本类的实例化object来监视
- 代码块中调用synchronized是可以指定monitor
- 静态方法中调用synchronized是由class来监视
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synchronized 的本质
- 保证⽅法内部或代码块内部资源(数据)的互斥访问。即同⼀时间、由同⼀个 Monitor 监视的代码,最多只能有⼀个线程在访问
- 保证线程之间对监视资源的数据同步。即,任何线程在获取到 Monitor 后的第⼀时 间,会先将共享内存中的数据复制到⾃⼰的缓存中;任何线程在释放 Monitor 的第⼀ 时间,会先将缓存中的数据复制到共享内存中。
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volatile
- 保证加了 volatile 关键字的字段的操作具有原⼦性和同步性,其中原⼦性相当于实现了针对 单⼀字段的线程间互斥访问。因此 volatile 可以看做是简化版的 synchronized。
- volatile 只对基本类型 (byte、char、short、int、long、float、double、boolean) 的赋值 操作和对象的引⽤赋值操作有效。
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java.util.concurrent.atomic 包:
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下⾯有 AtomicInteger AtomicBoolean 等类,作⽤和 volatile 基本⼀致,可以看做是 通⽤版的 volatile。
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0); ... atomicInteger.getAndIncrement();
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Lock / ReentrantReadWriteLock
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同样是「加锁」机制。但使⽤⽅式更灵活,同时也更麻烦⼀些。
Lock lock = new ReentrantLock(); ... lock.lock(); try { x++; } finally { lock.unlock(); }
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⼀般并不会只是使⽤ Lock ,⽽是会使⽤更复杂的锁,例如 ReadWriteLock :
ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(); Lock readLock = lock.readLock(); Lock writeLock = lock.writeLock(); private int x = 0; private void count() { writeLock.lock(); try { x++; } finally { writeLock.unlock(); } } private void print(int time) { readLock.lock(); try { for (int i = 0; i < time; i++) { System.out.print(x + " "); } System.out.println(); } finally { readLock.unlock(); } }
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线程安全问题的本质:
在多个线程访问共同的资源时,在某⼀个线程对资源进⾏写操作的中途(写⼊已经开始,但还没 结束),其他线程对这个写了⼀半的资源进⾏了读操作,或者基于这个写了⼀半的资源进⾏了写 操作,导致出现数据错误。
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锁机制的本质: 通过对共享资源进⾏访问限制,让同⼀时间只有⼀个线程可以访问资源,保证了数据的准确性。
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不论是线程安全问题,还是针对线程安全问题所衍⽣出的锁机制,它们的核⼼都在于共享的资 源,⽽不是某个⽅法或者某⼏⾏代码。
2020 7.18 23:28