并發程式設計筆記——第一章 并發程式設計基礎

一、線程的建立與運作

1. 實作Runable接口的run方法，作為Thread的構造參數
2. 繼承Thread類，重寫run方法（好處：this等價于Thread.curentThread();壞處:java隻能單繼承）
3. 使用FutureTask方式（好處，可以擷取傳回結果）

樣例3：

import javax.swing.*;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class Main extends JFrame {

    public static void main(String[] args) {
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(new CallerTask());
        new Thread(futureTask).start();
        try {
            // 阻塞的
            String result = futureTask.get();
            System.out.println(result);
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    static class CallerTask implements Callable<String> {
        @Override
        public String call() throws Exception {
            Thread.sleep(3000L);
            return "AAA";
        }
    }
}
           

tip：start方法隻是讓線程處于就緒狀态，并非立即啟動

二、線程互動基礎方法

1. obj.wait()：線程挂起，直到 1.其他線程調用obj.notify()或obj.notifyAll(); 2.其他線程調用thread1.interrupt();
2. obj.notify：喚醒一個obj挂起的線程，但該線程必須和其他線程競争obj鎖，搶到了才能繼續執行
3. obj.notifyAll：喚醒所有
4. thread1.join：等待線程執行完畢，阻塞
5. Thread.sleep：線程會暫時讓出指定時間的執行權，但螢幕資源（如：鎖）仍持有，時間過後線程處于就緒狀态，擷取CPU資源後就可以繼續運作
6. Thread.yield：暗示線程排程器目前線程請求讓出自己的CPU使用（即告訴線程排程器我剩下的時間片不要了，你執行下一輪排程吧），但是可能被忽略
7. thread1.interrupt：給thread1設定中斷标志，當thread1調用wait，join，sleep而被阻塞挂起時，抛出異常，中斷線程
8. Thread.isInterrupted()：目前線程是否中斷，不清除标志
9. Thread.interrupted()：目前線程是否中斷，清除标志

tip:

1. 調用wait或是notify方法之前都需要擷取該對象的螢幕鎖1:synchronized(obj){}; 2:synchronized void f(){wait();}; obj.f();
2. 線程可能存在虛假喚醒，即沒有線程調用obj.notify的情況下被喚醒
3. wait方法隻會釋放目前對象的螢幕鎖，其他螢幕鎖仍處于持狀态

三、上下文切換的概念

• CUP資源的配置設定采用了時間片輪轉的政策，也就是給每個線程配置設定一個時間片，線程在時間片内占用CPU執行任務。目前線程使用完時間片後，就會處于就緒狀态并讓出CPU給其他線程占用，這就是上下文切換。切換時需要儲存目前線程的執行現場，當再次執行時根據儲存的資訊恢複執行現場。

切換時機：1、時間片用完處于就緒狀态； 2、線程被其他線程中斷

四、死鎖條件

• 互斥條件：鎖資源有排他性
• 請求并持有條件：1、有鎖資源》》2、請求其他鎖》》3、其他鎖被占有》》4、阻塞同時不釋放鎖資源
• 不可剝奪條件：擷取到的鎖資源在自己用完之前不能被其他線程占有
• 環路等待條件：A等B，B等C，C等A

避免死鎖的方法：破壞四個條件之一，目前隻能破壞請求并持有和環路等待

• 例如：資源申請有序性原則（隻有擷取了第n-1個資源才能申請擷取第n個資源）

五、守護線程和使用者線程

• 當最後一個非守護線程結束時，JVM會正常退出
• 設定守護線程：thread.setDaemon(true);

六、ThreadLocal與InheritableThreadLocal

1. ThreadLocal：1、每個線程操作ThreadLocal共享變量時都會複制一個副本到本地線程，是以操作的都是本地線程變量；2、變量不支援父子線程的繼承
2. InheritableThreadLocal：支援父子線程的繼承，是在new Thread()的時候複制父線程inheritableThreadLocals的一個副本到子線程，本質上還是互相獨立的

例ThreadLocal：

public class Main extends JFrame {
    static ThreadLocal<String> localValue = new ThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, InterruptedException {

        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                localValue.set("1");
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 為空
                System.out.println(localValue.get());
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}