diff --git a/notes/Java 并发.md b/notes/Java 并发.md index de746073..c2ac53d8 100644 --- a/notes/Java 并发.md +++ b/notes/Java 并发.md @@ -9,17 +9,19 @@ * [yield()](#yield) * [join()](#join) * [deamon](#deamon) -* [三、线程之间的协作](#三线程之间的协作) - * [线程通信](#线程通信) +* [三、结束线程](#三结束线程) + * [阻塞](#阻塞) + * [中断](#中断) +* [四、线程之间的协作](#四线程之间的协作) + * [同步与通信的概念理解](#同步与通信的概念理解) * [线程同步](#线程同步) * [1. synchronized](#1-synchronized) * [2. Lock](#2-lock) - * [3. BlockingQueue](#3-blockingqueue) -* [五、结束线程](#五结束线程) - * [阻塞](#阻塞) - * [中断](#中断) -* [六、线程状态转换](#六线程状态转换) -* [二、Executor](#二executor) + * [线程通信](#线程通信) + * [1. wait()、notify() notifyAll()](#1-waitnotify-notifyall) + * [2. BlockingQueue](#2-blockingqueue) +* [五、线程状态转换](#五线程状态转换) +* [六、Executor](#六executor) * [七、volatile](#七volatile) * [保证内存可见性](#保证内存可见性) * [禁止指令重排](#禁止指令重排) @@ -174,42 +176,67 @@ main() 属于非后台线程。 使用 setDaemon() 方法将一个线程设置为后台线程。 -# 三、线程之间的协作 +# 三、结束线程 -## 线程通信 +## 阻塞 -**wait()、notify() 和 notifyAll()** 三者实现了线程之间的通信。 +一个线程进入阻塞状态可能有以下原因： -wait() 会在等待时将线程挂起，而不是忙等待，并且只有在 notify() 或者 notifyAll() 到达时才唤醒。 +1. 调用 Thread.sleep() 方法进入休眠状态； +2. 通过 wait() 使线程挂起，直到线程得到 notify() 或 notifyAll() 消息（或者 java.util.concurrent 类库中等价的 signal() 或 signalAll() 消息； +3. 等待某个 I/O 的完成； +4. 试图在某个对象上调用其同步控制方法，但是对象锁不可用，因为另一个线程已经获得了这个锁。 -sleep() 和 yield() 并没有释放锁，但是 wait() 会释放锁。实际上，只有在同步控制方法或同步控制块里才能调用 wait() 、notify() 和 notifyAll()。 +## 中断 -这几个方法属于基类的一部分，而不属于 Thread。 +使用中断机制即可终止阻塞的线程。 -```java -private boolean flag = false; +使用 **interrupt()** 方法来中断某个线程，它会设置线程的中断状态。Object.wait(), Thread.join() 和 Thread.sleep() 三种方法在收到中断请求的时候会清除中断状态，并抛出 InterruptedException。 -public synchronized void after() { - while(flag == false) { - wait(); - // ... - } -} +应当捕获这个 InterruptedException 异常，从而做一些清理资源的操作。 -public synchronized void before() { - flag = true; - notifyAll(); -} -``` +**1. 不可中断的阻塞** -**wait() 和 sleep() 的区别** +不能中断 I/O 阻塞和 synchronized 锁阻塞。 -1. wait() 是 Object 类的方法，而 sleep() 是 Thread 的静态方法； -2. wait() 会放弃锁，而 sleep() 不会。 +**2. Executor 的中断操作** + +Executor 避免对 Thread 对象的直接操作，但是使用 interrupt() 方法必须持有 Thread 对象。Executor 使用 shutdownNow() 方法来中断它里面的所有线程，shutdownNow() 方法会发送 interrupt() 调用给所有线程。 + +如果只想中断一个线程，那么使用 Executor 的 submit() 而不是 executor() 来启动线程，就可以持有线程的上下文。submit() 将返回一个泛型 Futrue，可以在它之上调用 cancel()，如果将 true 传递给 cancel()，那么它将会发送 interrupt() 调用给特定的线程。 + +**3. 检查中断** + +通过中断的方法来终止线程，需要线程进入阻塞状态才能终止。如果编写的 run() 方法循环条件为 true，但是该线程不发生阻塞，那么线程就永远无法终止。 + +interrupt() 方法会设置中断状态，可以通过 interrupted() 方法来检查中断状，从而判断一个线程是否已经被中断。 + +interrupted() 方法在检查完中断状态之后会清除中断状态，这样做是为了确保一次中断操作只会产生一次影响。 + +# 四、线程之间的协作 + +## 同步与通信的概念理解 + +在操作系统中，有三个概念用来描述进程间的协作关系： + +1. 互斥：多个进程在同一时刻只有一个进程能进入临界区； +2. 同步：多个进程按一定顺序执行； +3. 通信：多个进程间的信息传递。 + +互斥是对临界资源访问的一种约束条件，它防止多个进程同时对临界资源进行访问。 + +通信是一种手段，它可以用来实现同步。也就是说，通过在多个进程间传递信息，可以控制多个进程以一定顺序执行。 + +进程和线程在一定程度上类似，也可以用这些概念来描述。 + +在 Java 语言中，这些概念描述有些差别： + +1. 同步：可以和操作系统的互斥等同； +2. 通信：可以和操作系统的同步等同。 ## 线程同步 -给定一个进程内的所有线程，都共享同一存储空间，这样有好处又有坏处。这些线程就可以共享数据，非常有用。不过，在两个线程同时修改某一资源时，这也会造成一些问题。Java 提供了同步机制，以控制对共享资源的互斥访问。 +给定一个进程内的所有线程，都共享同一存储空间，这样有好处又有坏处。这些线程就可以共享数据，非常有用。不过，在两个线程同时修改某一资源时，这也会造成一些问题。Java 提供了同步机制，以控制对共享资源的互斥访问。 b ### 1. synchronized @@ -235,7 +262,7 @@ public void func(String name) { ### 2. Lock -若要实现更细粒度的控制，我们可以使用锁（lock）。 +实现更细粒度的控制。 ```java private Lock lock; @@ -249,7 +276,40 @@ public int func(int value) { } ``` -### 3. BlockingQueue +## 线程通信 + +### 1. wait()、notify() notifyAll() + +它们都属于 Object 的一部分，而不属于 Thread。 + +wait() 会在等待时将线程挂起，而不是忙等待，并且只有在 notify() 或者 notifyAll() 到达时才唤醒。 + +sleep() 和 yield() 并没有释放锁，但是 wait() 会释放锁。 + +实际上，只有在同步控制方法或同步控制块里才能调用 wait() 、notify() 和 notifyAll()。 + +```java +private boolean flag = false; + +public synchronized void after() { + while(flag == false) { + wait(); + // ... + } +} + +public synchronized void before() { + flag = true; + notifyAll(); +} +``` + +**wait() 和 sleep() 的区别** + +1. wait() 是 Object 类的方法，而 sleep() 是 Thread 的静态方法； +2. wait() 会放弃锁，而 sleep() 不会。 + +### 2. BlockingQueue java.util.concurrent.BlockingQueue 接口有以下阻塞队列的实现： @@ -258,6 +318,8 @@ java.util.concurrent.BlockingQueue 接口有以下阻塞队列的实现： 提供了阻塞的 take() 和 put() 方法：如果队列为空 take() 将一直阻塞到队列中有内容，如果队列为满 put() 将阻塞到队列有空闲位置。它们响应中断，当收到中断请求的时候会抛出 InterruptedException，从而提前结束阻塞状态。 +阻塞队列的 take() 和 put() 方法是线程安全的。 + **使用 BlockingQueue 实现生产者消费者问题** ```java @@ -343,44 +405,8 @@ Consumer3 is consuming product made by Consumer3... Consumer4 is consuming product made by Consumer4... ``` -# 五、结束线程 -## 阻塞 - -一个线程进入阻塞状态可能有以下原因： - -1. 调用 Thread.sleep() 方法进入休眠状态； -2. 通过 wait() 使线程挂起，直到线程得到 notify() 或 notifyAll() 消息（或者 java.util.concurrent 类库中等价的 signal() 或 signalAll() 消息； -3. 等待某个 I/O 的完成； -4. 试图在某个对象上调用其同步控制方法，但是对象锁不可用，因为另一个线程已经获得了这个锁。 - -## 中断 - -使用中断机制即可终止阻塞的线程。 - -使用 **interrupt()** 方法来中断某个线程，它会设置线程的中断状态。Object.wait(), Thread.join() 和 Thread.sleep() 三种方法在收到中断请求的时候会清除中断状态，并抛出 InterruptedException。 - -应当捕获这个 InterruptedException 异常，从而做一些清理资源的操作。 - -**不可中断的阻塞** - -不能中断 I/O 阻塞和 synchronized 锁阻塞。 - -**Executor 的中断操作** - -Executor 避免对 Thread 对象的直接操作，但是使用 interrupt() 方法必须持有 Thread 对象。Executor 使用 shutdownNow() 方法来中断它里面的所有线程，shutdownNow() 方法会发送 interrupt() 调用给所有线程。 - -如果只想中断一个线程，那么使用 Executor 的 submit() 而不是 executor() 来启动线程，就可以持有线程的上下文。submit() 将返回一个泛型 Futrue，可以在它之上调用 cancel()，如果将 true 传递给 cancel()，那么它将会发送 interrupt() 调用给特定的线程。 - -**检查中断** - -通过中断的方法来终止线程，需要线程进入阻塞状态才能终止。如果编写的 run() 方法循环条件为 true，但是该线程不发生阻塞，那么线程就永远无法终止。 - -interrupt() 方法会设置中断状态，可以通过 interrupted() 方法来检查中断状，从而判断一个线程是否已经被中断。 - -interrupted() 方法在检查完中断状态之后会清除中断状态，这样做是为了确保一次中断操作只会产生一次影响。 - -# 六、线程状态转换 +# 五、线程状态转换

@@ -405,7 +431,7 @@ interrupted() 方法在检查完中断状态之后会清除中断状态，这样 - LockSupport.parkNanos() 方法 - LockSupport.parkUntil() 方法 -# 二、Executor +# 六、Executor Executor 管理多个异步任务的执行，而无需程序员显示地管理线程的生命周期。 @@ -926,4 +952,6 @@ public static String concatString(String s1, String s2, String s3) { - Java 编程思想 - 深入理解 Java 虚拟机 +- [线程通信](http://ifeve.com/thread-signaling/#missed_signal) - [Java 线程面试题 Top 50](http://www.importnew.com/12773.html) +- [BlockingQueue](http://tutorials.jenkov.com/java-util-concurrent/blockingqueue.html)