JUC_回顾多线程

╰半夏微凉° 2023-09-27 10:31 171阅读 0赞

## 什么是JUC ##

JUC是java.util.concurrent包的简称，在Java5.0添加，目的就是为了更好的支持高并发任务。让开发者进行多线程编程时减少竞争条件和死锁的问题！

是面试的高频考点

## 进程与线程 ##

#### 进程： ####

> 1.程序由指令和数据组成，但这些指令要运行，数据要读写，就必须将指令加载至 CPU，数据加载至内存。在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的  
> 2.当一个程序被运行，**从磁盘加载这个程序的代码至内存**，这时就开启了一个进程。  
> 3.**进程就可以视为程序的一个实例**。大部分程序可以**同时运行多个实例进程**（例如记事本、画图、浏览器等），也有的程序**只能启动一个**实例进程（例如网易云音乐、360 安全卫士等）

#### 线程： ####

> 1.一个进程之内可以分为**一到多个线程**。  
> 2.一个线程就是一个**指令流**，将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行  
> 3.Java 中，线程作为最小调度单位，进程作为资源分配的最小单位。 在windows 中进程是**不活动的，只是作为线程的容器**

以QQ举例，QQ.exe启动就是一个进程的启动，你点击QQ的聊天就调用了QQ的一个线程，一个进程可以包含一个或多个线程，至少包含一个线程。

##### 面试题： #####

**Java默认有几个线程？**

有两个线程，一个主线程（main），一个GC线程（垃圾回收）

**Java 真的可以开启线程吗？**

不能，java调用底层的C++，执行本地方法，详细如下

public synchronized void start() {
        
    /**
    * This method is not invoked for the main method thread or "system"
    * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
    * to this method in the future may have to also be added to the VM.
    *
    * A zero status value corresponds to state "NEW".
    */
    if (threadStatus != 0)
    throw new IllegalThreadStateException();
    /* Notify the group that this thread is about to be started
    * so that it can be added to the group's list of threads
    * and the group's unstarted count can be decremented. */
    group.add(this);
    boolean started = false;
    try {
        
    start0();
    started = true;
    } finally {
        
    try {
        
    if (!started) {
        
    group.threadStartFailed(this);
    }
    } catch (Throwable ignore) {
        
    /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
    it will be passed up the call stack */
    }
    }
    }
    // 本地方法，底层的C++ ，Java 无法直接操作硬件
    private native void start0();

## 并发与并行 ##

#### 并发编程：并发、并行 ####

并发（多线程操作同一个资源）

*  CPU 一核 ，模拟出来多条线程，天下武功，唯快不破，快速交替

并行（多个人一起行走）

*  CPU 多核 ，多个线程可以同时执行； 线程池

#### 并发编程的本质：充分利用CPU的资源 ####

## 线程有几个状态 ##

创建、运行、阻塞、等待、终止

public enum State {
        
    // 创建
    NEW,
    // 运行
    RUNNABLE,
    // 阻塞
    BLOCKED,
    // 等待，死死地等
    WAITING,
    // 超时等待
    TIMED_WAITING,
    // 终止
    TERMINATED;
    }

## 线程中wait/sleep 区别 ##

#### 1、来自不同的类 ####

wait => Object

sleep => Thread

#### 2、关于锁的释放 ####

wait => 会释放锁

sleep => 不会释放锁

sleep可以想成你睡觉的时候抱着锁睡着了，释放不了锁；wait只是在等待，是醒着的，可以释放锁

#### 3、使用的范围是不同的 ####

wait => 必须在同步代码块中使用

sleep => 可以在任何地方使用

## JUC的结构 ##

![在这里插入图片描述][20210508223838713.png]

#### 一、tools（工具类）：又叫信号量三组工具类，包含有 ####

1）CountDownLatch（闭锁） 是一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待

2）CyclicBarrier（栅栏） 之所以叫barrier，是因为是一个同步辅助类，允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 ，并且在释放等待线程后可以重用。

3）Semaphore（信号量） 是一个计数信号量，它的本质是一个“共享锁“。信号量维护了一个信号量许可集。线程可以通过调用 acquire()来获取信号量的许可；当信号量中有可用的许可时，线程能获取该许可；否则线程必须等待，直到有可用的许可为止。 线程可以通过release()来释放它所持有的信号量许可。

#### 二、executor(执行者)：是Java里面线程池的顶级接口，但它只是一个执行线程的工具，真正的线程池接口是ExecutorService，里面包含的类有： ####

1）ScheduledExecutorService 解决那些需要任务重复执行的问题

2）ScheduledThreadPoolExecutor 周期性任务调度的类实现

#### 三、atomic(原子性包)：是JDK提供的一组原子操作类 ####

包含有AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicIntegerArray等原子变量类，他们的实现原理大多是持有它们各自的对应的类型变量value，而且被volatile关键字修饰了。这样来保证每次一个线程要使用它都会拿到最新的值。

#### 四、locks（锁包）：是JDK提供的锁机制，相比synchronized关键字来进行同步锁，功能更加强大，它为锁提供了一个框架，该框架允许更灵活地使用锁包含的实现类有： ####

1）ReentrantLock 它是独占锁，是指只能被独自占领，即同一个时间点只能被一个线程锁获取到的锁。

2）ReentrantReadWriteLock 它包括子类ReadLock和WriteLock。ReadLock是共享锁，而WriteLock是独占锁。

3）LockSupport 它具备阻塞线程和解除阻塞线程的功能，并且不会引发死锁。

#### 五、collections(集合类)：主要是提供线程安全的集合， 比如： ####

1）ArrayList对应的高并发类是CopyOnWriteArrayList，

2）HashSet对应的高并发类是 CopyOnWriteArraySet，