Java并发编程1——基础知识

• 基础
  • 并行和并发
  • 同步和异步
  • 上下文切换
  • 死锁（四个必要条件 + 破坏方法）
  • 线程活跃性问题（活锁，死锁，饥饿）

1.1 并发和并行

• 并发（concurrent ）：同一时间应对多件事的能力。例如：一个人交替做多件事
• 并行（parallel ）：同一时间动手做多件事的能力。例如：三个人每人负责一件事

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1.2 同步和异步

• 以方法调用为例
  • 异步：不需要等待结果返回
  • 同步：需要等待结果返回才能继续运行

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1.3 上下文切换

• 概念：当前任务在执行完 CPU 时间片切换到另一个任务之前会先保存自己的状态，以便下次再切换回这个任务时，可以再加载这个任务的状态
• 发生条件
  • 自己调用了sleep(n), yield(), Object.wait(), join(), park(), synchronized, lock方法
  • 有更高级的线程需要运行
  • 垃圾回收
  • 线程CPU的时间片用完

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1.4 死锁

四个必要条件	必要条件解释	破坏方法
互斥条件	线程(进程)对于所分配到的资源具有排它性，即一个资源只能被一个线程(进程)占用，直到被该线程(进程)释放	这个条件我们没有办法破坏，因为我们用锁本来就是想让他们互斥的（临界资源需要互斥访问）
请求与保持条件	一个线程(进程)因请求被占用资源而发生阻塞时，对已获得的资源保持不放	一次性申请所有的资源
不剥夺条件	线程(进程)已获得的资源在末使用完之前不能被其他线程强行剥夺，只有自己使用完毕后才释放资源	占用部分资源的线程进一步申请其他资源时，如果申请不到，可以主动释放它占有的资源
循环等待条件	当发生死锁时，所等待的线程(进程)必定会形成一个环路（类似于死循环），造成永久阻塞	靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源，释放资源则反序释放。破坏循环等待条件

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1.5 线程活跃性问题

• 活锁：两个线程互相改变对方的结束条件，最后谁也无法结束

static volatile int count = 10;
 
new Thread(() -> {
    while(count > 0){
        count--;
    }
}).start();
 
new Thread(() -> {
    while(count < 20){
        count++;
    }
}).start();

• 死锁：一个线程同时需要获取多把锁，容易产生死锁
  • 例1：Thread1已经获得了A对象锁，接下来想获得B对象锁；Thread2已经获得了B对象锁，接下来想获得A对象锁 ——> 此时发生死锁
  • 例2：哲学家就餐问题
• 饥饿：一个线程由于优先级太低，始终得不到CPU调度执行，无法结束