多線程知識點(diǎn)整理

1、基本概念多線程程序在較低的層次上擴(kuò)展了多任務(wù)的概念：一個(gè)程序同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，通常，每一個(gè)任務(wù)稱為一個(gè)線程，它是線程控制的簡稱。可以同時(shí)運(yùn)行一個(gè)以上線程的程序稱為多線程程序。多進(jìn)程與多線程的區(qū)別：每個(gè)進(jìn)程擁有自己的一整套變量，而線程則共享數(shù)據(jù)。相關(guān)接口Runnable 方法 void run()可由Runnable對象構(gòu)成Thread，不要調(diào)用Thread類或者Runable對象的run方法，直接調(diào)用run方法，只會執(zhí)行同一個(gè)線程中的任務(wù)，而不會啟動新的線程。應(yīng)該調(diào)用Thread.start方法，這個(gè)方法將創(chuàng)建一個(gè)執(zhí)行run方法的新線程。Callable方法 V call() throws E

2、xception;與Runnable類似，但有返回值Future方法 V get() throwsV get(long timeout, TimeUnit unit) throws .Void cancle(boolean mayInterupt) /取消計(jì)算，如果已經(jīng)開始根據(jù)參數(shù)判斷是否中斷boolean isCacelled()boolean isDone() / 還在計(jì)算返回false，完成計(jì)算返回true保存異步計(jì)算的結(jié)果，可以啟動一個(gè)計(jì)算，將future對象交給某個(gè)線程，然后忘掉它，future對象的所有者在結(jié)果計(jì)算好之后就可以獲得它。第一個(gè)get方法的調(diào)用被阻塞，直到計(jì)算完成。如果

3、在計(jì)算完成之前，第二個(gè)方法的調(diào)用超時(shí)，拋出一個(gè)timeoutException異常，如果運(yùn)行該計(jì)算的線程被中斷，兩個(gè)方法都將拋出interruptedException,如果計(jì)算已經(jīng)完成，那么get方法立即返回。FutureTask 包裝器是一種非常便利的機(jī)制，可將Callable轉(zhuǎn)換成future和Runnable，它同時(shí)實(shí)現(xiàn)二者的接口Callalbe myComputation = 。;FutureTask task = new FutureTask(myComputation );Thread t = new Thread(task);t.start();.V result = task

4、.get();線程的狀態(tài)要獲得一個(gè)線程的狀態(tài)，調(diào)用getState方法新生：當(dāng)用new操作創(chuàng)建一個(gè)新線程時(shí)，該線程還沒有開始運(yùn)行，這意味著它的狀態(tài)是新生。可運(yùn)行：一旦調(diào)用start方法，線程處于runnable狀態(tài)，記住在任何時(shí)刻，一個(gè)可運(yùn)行的線程可能正在運(yùn)行也可能沒有運(yùn)行阻塞/等待/計(jì)時(shí)等待：當(dāng)線程處于被阻塞或等待狀態(tài)時(shí)，它暫時(shí)不活動。它不運(yùn)行任何代碼且消耗最少的資源，直到線程調(diào)度器重新激活它。1.當(dāng)一個(gè)線程試圖獲取一個(gè)內(nèi)部的對象鎖，而該鎖被其他線程持有，則該線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，當(dāng)所有其他線程釋放該鎖，并且線程調(diào)度器允許本線程持有它的時(shí)候，該線程將變成非阻塞狀態(tài)2.當(dāng)線程等待另一個(gè)線程通知調(diào)度

5、器一個(gè)條件時(shí)，它自己進(jìn)入等待狀態(tài)。在調(diào)用object.wait方法或者thread.join方法，或者等待lock或condition時(shí)就會出現(xiàn)這種情況3.有幾個(gè)方法有一個(gè)超時(shí)參數(shù)，調(diào)用它們導(dǎo)致線程進(jìn)入計(jì)時(shí)等待狀態(tài)，這一狀態(tài)將一直保持到超時(shí)期滿，或者接收到適當(dāng)?shù)耐ㄖ?。終止：兩個(gè)原因?qū)е陆K止1.因?yàn)閞un方法正常退出而自然死亡 （當(dāng)線程的run方法執(zhí)行方法體中最后一條語句后，并經(jīng)由執(zhí)行return語句返回時(shí)）2.因?yàn)橐粋€(gè)沒有捕獲的異常終止了run方法而意外死亡沒有一個(gè)狀態(tài)叫做中斷，中斷方法interrupt只是用來申請，當(dāng)調(diào)用該方法時(shí)，線程的中斷狀態(tài)被置位。每個(gè)線程都應(yīng)該不時(shí)地檢查這個(gè)標(biāo)志，以判

6、斷線程是否被中斷。如果線程被阻塞，就無法檢測中斷狀態(tài)。當(dāng)一個(gè)被阻塞的線程（調(diào)用sleep或者wait）上調(diào)用interrupt方法時(shí)，阻塞調(diào)用將會被InterruptedException異常中斷。被中斷的線程可以決定如何響應(yīng)中斷。如果在中斷狀態(tài)被置位時(shí)調(diào)用sleep方法，它不會休眠，相反，它將清除這一狀態(tài)并拋出InterruptedException。因此如果你的循環(huán)調(diào)用sleep，不會檢測中斷狀態(tài)，應(yīng)捕獲InterruptException異常線程的屬性優(yōu)先級：每一個(gè)線程有一個(gè)優(yōu)先級，默認(rèn)情況下，一個(gè)線程繼承他的父線程的優(yōu)先級。每當(dāng)線程調(diào)度器有機(jī)會選擇新線程時(shí)，它首先選擇具有較高優(yōu)先級的線

7、程。Yield 方法導(dǎo)致當(dāng)前執(zhí)行線程處于讓步狀態(tài)，如果有其它的可運(yùn)行線程具有至少與此線程同樣高的優(yōu)先級，那么這些線程接下來會被調(diào)用。守護(hù)線程：setDaemon（true）可將線程轉(zhuǎn)換為守護(hù)線程。守護(hù)線程應(yīng)該永遠(yuǎn)不去訪問固定資源，如文件，數(shù)據(jù)庫，因?yàn)樗鼤谌魏螘r(shí)刻甚至在一個(gè)操作的中間發(fā)生中斷。同步鎖對象ReentrantLock結(jié)構(gòu)： myLock.lock();try finally myLock.unlock(); .Lock myLock= new ReentrantLock();這一結(jié)構(gòu)確保任何時(shí)刻，只有一個(gè)線程進(jìn)入臨界區(qū)，一旦一個(gè)線程封鎖鎖對象，其他任何線程都無法通過lock語句，當(dāng)

8、其他線程調(diào)用locka時(shí)，它們被阻塞，直到第一個(gè)線程釋放鎖對象。鎖是可重入的，因?yàn)榫€程可以重復(fù)地獲得已經(jīng)持有的鎖，鎖保持一個(gè)持有計(jì)數(shù)來跟蹤對lock方法的嵌套調(diào)用，線程在每一次調(diào)用lock都要調(diào)用unlock來釋放鎖。條件對象結(jié)構(gòu)：myLock.lock();trywhile(! Ok to proceed) myCondition.await(); /當(dāng)前線程被阻塞，并放棄了鎖，進(jìn)入該條件的等待集do thingsmyCondition.signalAll(); /解除因?yàn)檫@一條件而等待的所有線程，這些線程競爭后，被激活的線程從阻塞點(diǎn)開始執(zhí)行程序finally myLock.unlock()

9、; .Lock myLock= new ReentrantLock();Condition myCondition =myLock.newCondition();一個(gè)鎖對象可以有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的條件對象。synchronized關(guān)鍵字結(jié)構(gòu)：public synchronized void method()while(! Ok to procee)wait();do thingsnotifyAll();Java中的每一個(gè)對象都一個(gè)內(nèi)部鎖，如果一個(gè)方法用synchronized 聲明，那么對象的鎖將保護(hù)整個(gè)方法，也就是說，要調(diào)用該方法，線程必須獲得內(nèi)部的對象鎖。內(nèi)部對象鎖只有一個(gè)相關(guān)條件，wait

10、方法放置一個(gè)線程到等待集中，nogifyAll方法解除等待線程的阻塞狀態(tài)相當(dāng)于condition中的await和signalAll將靜態(tài)方法聲明為synchronized 也是合法的，如果調(diào)用這種方法，該方法獲得相關(guān)類對象的內(nèi)部鎖，因此沒有其他線程可以調(diào)用同一個(gè)類的這個(gè)或任何其他的同步靜態(tài)方法。同步阻塞結(jié)構(gòu)：synchronized(obj) 。Object obj = new Object();Volatile域結(jié)構(gòu): public boolean isDone()return done;public void setDone()done = true;private volatile bo

11、olean done;volatile關(guān)鍵字為實(shí)例域的同步訪問提供了一種免鎖機(jī)制，如果聲明一個(gè)域?yàn)関olatile,那么編譯器和虛擬機(jī)就知道該域是可能被另一個(gè)線程并發(fā)更新的。volatile變量不能提供原子性 例如：public void flipdone() done = !done ; /not atomic 不能確保改變域中的值在這樣一種非常簡單的情況下，可以使用java.util.concurrent.atomic中提供的包裝器類，用于原子的整數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)，數(shù)組等。該類有g(shù)et和set方法，確保是原子的。該實(shí)現(xiàn)使用有效的機(jī)器指令，在不使用鎖的情況下確保原子性。鎖測試與超時(shí)tryLock試

12、圖申請一個(gè)鎖，在成功獲得鎖后返回true，否則立即返回false，而且線程可以立即離開做其他事情。調(diào)用tryLock時(shí)可使用超時(shí)參數(shù)。lock方法不能被中斷，如果出現(xiàn)死鎖，lock方法將無法終止。然而如果調(diào)用帶超時(shí)參數(shù)的tryLock，那么如果線程在等待期間被中斷，將拋出InterruptedException，將允許打破死鎖。lockInterruptlibly相當(dāng)于一個(gè)超時(shí)設(shè)為無限的tryLock方法在等待一個(gè)條件await時(shí)，也可以設(shè)置超時(shí)讀/寫鎖ReentrantReadWriteLock結(jié)構(gòu)： private ReentrantReadWriteLock rwl = new Reen

13、trantReadWriteLock ();private Lock readLock = rwl.readLock();private Lock writeLock = rwl.writeLock();readLock:得到一個(gè)可以被多個(gè)讀操作共用的讀鎖，但會排斥所有寫操作writeLock:得到一個(gè)寫鎖，排斥所有其他所有讀操作和寫操作。阻塞隊(duì)列對于許多線程問題，可以通過使用一個(gè)或多個(gè)隊(duì)列以優(yōu)雅的且安全的方式將其形式化。生產(chǎn)者線程向隊(duì)列插入元素，消費(fèi)者線程則取出它們。使用隊(duì)列，可以安全地從一個(gè)線程向另一個(gè)線程傳遞數(shù)據(jù)。在協(xié)調(diào)多個(gè)線程之間的合作時(shí)，阻塞隊(duì)列是一個(gè)有用的工具。阻塞隊(duì)列的方法分為3

14、類：1.put和take：當(dāng)試圖向滿的隊(duì)列中體添加，或從空的隊(duì)列中移出元素時(shí)，導(dǎo)致線程阻塞。用于將隊(duì)列當(dāng)做線程的管理工具來使用。2.add，remove和element，當(dāng)試圖向滿的隊(duì)列中體添加，或從空的隊(duì)列中移出元素時(shí)拋出異常。3.offer，poll和peek，當(dāng)試圖向滿的隊(duì)列中體添加，或從空的隊(duì)列中移出元素時(shí)如果不能完成任務(wù)，只是給出一個(gè)錯(cuò)誤提示（返回null），而不會拋出異常。阻塞隊(duì)列的幾個(gè)變種：1.LinkedBlockingQueue ： 沒有上邊界2.ArrayBlockingQueue ：構(gòu)造時(shí)需要指定容量3.priorityBlockingQueue:是一個(gè)帶優(yōu)先級的隊(duì)列，而

15、不是先進(jìn)先出隊(duì)列4.DelayQueue：包含實(shí)現(xiàn)Delayed接口的對象線程安全的集合阻塞隊(duì)列也是線程安全的集合。其它集合：1.ConcurrentHashMap ： 有相應(yīng)的方法用于原子性的關(guān)聯(lián)插入以及關(guān)聯(lián)刪除 （散列映像表）2.ConcurrentSkipListSet ： 有序映像表3.ConcurrentLinkedQueue : 無邊界非阻塞隊(duì)列4.ConcurrentSkipListMap： 有相應(yīng)的方法用于原子性的關(guān)聯(lián)插入以及關(guān)聯(lián)刪除CopyOnWriteArrayList 和 copyOnWriteArraySet 是線程安全的集合。其中所有的修改線程對底層數(shù)組進(jìn)行復(fù)制。如果

16、在集合上進(jìn)行迭代的線程超過修改的線程數(shù)，這樣的安排是很有用的。當(dāng)構(gòu)建一個(gè)迭代器的時(shí)候，它包含一個(gè)對當(dāng)前數(shù)組的引用，如果數(shù)組后來被修改了，迭代器仍然引用舊數(shù)組。Vector和HashTable是線程安全的，但后被棄用，取而代之的是ArrayList和HashMap，它們不是線程安全的。任何集合類通過使用同步包裝器變成線程安全的。List synchArrayList = Collections.synchronizedList(new ArrayList();Map SynchHashMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap();結(jié)果集合的方法使

17、用鎖加以保護(hù)，提供了線程的安全訪問。如果在另一個(gè)線程可能進(jìn)行修改時(shí)，要對集合進(jìn)行迭代，仍需要使用同步阻塞，因?yàn)槿绻^程中，別的線程修改該集合，迭代器會失效，拋出ConcurrentModificationException。最好使用java.utile.concurrent中定義的集合，不使用同步包裝器，有一個(gè)例外經(jīng)常被修改的數(shù)組列表，在那種情況下，同步的arrayList可以勝過copyOnWriteArrayList.執(zhí)行器構(gòu)建一個(gè)新的線程是有一定代價(jià)的，因?yàn)樯婕芭c操作系統(tǒng)的交互。如果程序中創(chuàng)建了大量的生命周期很短的線程，應(yīng)該使用線程池。一個(gè)線程池中包含許多準(zhǔn)備運(yùn)行的空閑線程，將Run

18、nable對象交給線程池，就會有一個(gè)線程調(diào)用run方法。當(dāng)run方法退出時(shí)，線程不會死亡，而是在池中準(zhǔn)備為下一個(gè)請求提供服務(wù)。執(zhí)行器（Executor）類有許多靜態(tài)工廠方法用來構(gòu)建線程池：1.newCachedThreadPool ：對于每個(gè)任務(wù)，如果有空閑線程可用，立即讓它執(zhí)行任務(wù)，如果沒有則創(chuàng)建一個(gè)新線程。2.newFixedThreadPool ：構(gòu)建一個(gè)具有固定大小的線程池，如果提交的任務(wù)數(shù)多于空閑的線程數(shù)，那么把得不到服務(wù)的任務(wù)放置到隊(duì)列中。3.newSingleThreadExecutor：是一個(gè)退化了的大小為一個(gè)線程池，由一個(gè)線程執(zhí)行提交的任務(wù)，一個(gè)接著一個(gè)。4.3個(gè)方法的返回值都是實(shí)現(xiàn)了ExecutorService接口的ThreadPoolExecutor類的對象。5.傳遞Runnable或者Callable對象的方法：i.Future submit(Runnable task)ii.Future submit(Runnable task,T result)iii.Future submit(Callable task)6.調(diào)用shutdown方法啟動線程池的關(guān)閉序列，被關(guān)閉的執(zhí)行器不再接受新的任務(wù)，當(dāng)所有的任務(wù)都完成之后，線程池中的線程死亡。shutdownNow取消尚未開始的所有任務(wù)并試圖中