JUC概述

什么是JUC

JUC 是 java.util.concurrent工具包简称，是一个处理线程的工具包。JDK1.5开始出现

进程线程

进程：指系统中正在运行的一个应用程序，进程是CPU资源分配的最小单位
线程：系统分配处理器时间资源的基本单元，进程内独立执行的一个单元执行流。线程是程序执行的最小单元。

线程的状态

NEW 新建
RUNNABLE 准备就绪
BLOCKED 阻塞
WAITING 不见不散
TIMED_WAITING 过时不候
TERMINATED 终结

wait和sleep区别

sleep是Thread的静态方法， wait是Object的方法，任何实例对象都能调用。
sleep不会释放锁，也不需要占用锁。 wait会释放锁，但调用它的前提是当前线程占有锁（代码在synchronized中）
都可以被interrupted方法中断。

并发与并行

并发：同一时刻，多个线程访问同一个资源，多线程对一个点【电商秒杀】
并行：多项工作一起执行，之后汇总。

管程

管程是Monitor 监视器，即锁，是一种同步机制，保证同一时间只有一个线程访问被保护的数据或代码。
JVM同步基于进入和退出，是使用管程对象进行管理的。

用户线程与守护线程

用户线程：平时自定义的线程，主线程结束，用户线程运行，JVM仍存活
守护线程：比如垃圾回收线程，只有守护线程没有用户线程了， JVM结束

Lock接口

synchroized 实现卖票例子
Lock的可重入锁实现卖票例子
Lock和synchroized 的不同

线程间通信

多线程编程步骤：①创建资源类，②判断、干活、通知 ③创建多线程调用资源类方法 ④防止虚假唤醒问题
线程间通信：两个线程交替完成加一减一例子
定制化通信，三个线程AA打印5次、BB打印10次、CC打印15次，循环10轮例子

集合的线程安全

ArrayList不安全解决方式： ①vector ②Collections.synchronizedList() ③CopyOnWriteArrayList
HashSet不安全解决方式：CopyOnWriteArraySet
HashMap不安全解决方式：ConcurrentHashMap

多线程锁

锁的范围

Java中每个对象都可以作为锁。具体表现为以下三种形式：

对于普通同步方法，锁是当前实例对象this
对于静态同步方法，锁是当前类字节码，Class对象
对于同步方法块，锁是synchronized括号里配置的对象

公平锁与非公平锁


非公平锁	可能导致其他线程饿死。（不问有没有人，直接抢），效率高
公平锁	阳光普照（问一下有人没，有人就排队），效率相对低

可重入锁

synchronized() 是隐式的可重入锁， Lock是显式的可重入锁
可重入锁特点：可以自由进入多层锁。打开外层锁后，还可以继续打开内层锁。

死锁

什么是死锁

两个或两个以上的进程，因为争夺资源而造成互相等待的现象，如果没有外力干涉，他们无法再执行下去

产生死锁的原因

系统资源不足
进程运行推进顺序不合适
资源分配不当
手写死锁例子。

验证是否是死锁

jps -l 得到正在运行的程序进程号
jstack 进程号可以验证是否是死锁发生

Callable接口

Runable接口和Callable接口区别

是否有返回值， Callable有返回值
是否抛出异常，无法计算结果会有异常抛出
实现方法名称不同， Runable接口是run方法， Callable接口是call方法

想要通过Callable接口创建线程，必须得通过Runnable接口的实现类 FutureTask，FutureTask构造可以传递Callable,然后new Thread，放入FutureTask

FutureTask原理

举例：
1.老师上课口渴了没水喝，跑去买水不合适，讲课线程继续，单开启另外线程，让班长去买水，把水买回来放那，老师需要的时候直接get()
2.三个同学，三个计算任务，我是主线程需要统计他们计算的结果，假设第二个同学计算量很大，我从第一个同学开始汇总，到了第二个同学，他还没计算好，我单独给第二个同学开一个线程让他继续计算，我去汇总第三个同学。等我汇总完了第三个同学，再回过头来等第二个同学计算完，并汇总。

JUC强大的辅助类

减少计数 CountDownLatch

CountDownLatch的构造方法，传入一个初始计数。 await方法是阻塞式的，计数为0才通过。 countDown() 不是阻塞的，会使计数减一
例子： 6个同学走完了，班长才锁门

循环栅栏CyclicBarrier

cyclicBarrier.await();没有达到设定的值的时候，不会执行await之后的语句，线程会阻塞，每次阻塞设定的值会+1，到达后会执行cyclicBarrier对象的runnable接口，每个线程执行cyclicBarrier.await();后续的任务
例子：集齐七颗龙珠即可召唤神龙

信号灯Semaphore

acquire() 方法，从此信号量中获取一个许可，在提供一个许可前线程将一直阻塞
release() 释放一个许可，将其返回给信号量
例子： 6辆车停进三个停车位

ReentrantReadWriteLock读写锁

悲观锁、乐观锁

悲观锁，不支持并发操作，每次操作都锁上。
乐观锁，支持并发操作，操作完改变版本号，如果其他线程操作提交时发现版本号变了就回滚。

表锁、行锁

表锁：整张表都锁上
行锁：只锁一行
行锁可能发生死锁

读写锁

读写锁都可能发生死锁

在这里插入图片描述

读写锁特点

并发读，独占写，读锁和写锁都可能发生死锁
一个资源可以被多个读线程访问，或者可以被一个写线程访问，但是不能同时存在读写线程，读写互斥、写写互斥、读读共享。
ps：读写锁本质上是一种自旋锁
举例：读写锁缓存。

缺点：

造成锁饥饿，一直读，没法写操作，比如坐地铁，100个人上车1个人下车，一直堵着下不了
读的时候，哪个线程都不可以写，写的时候，自己线程可以读，其他线程不能读

写锁可以降级为读锁，读锁不能升级为写锁
降级方法：1.获取写锁 2.获取读锁 3.释放写锁 4.释放读锁，实时就完成了写锁降级为读锁的过程。

BlockingQueue阻塞队列

常用：

ArrayBlockingQueue (常用) ：由数组结构组成的有界的阻塞队列
LinkedBlockingQueue(常用) ：由链表组成的有界的阻塞队列，默认大小为最大整型值
常用方法：
第一组方法抛出异常 add(e) remove() element()
第二组方法返回特殊值 offer(e) poll() peek()
第三组方法阻塞 put(e) take()
第四组阻塞，超时放弃 offer(e, time, unit) poll(time, unit)

ThreadPool 线程池

概述及架构

线程池特点：

可以降低资源消耗，通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
提高响应速度：任务到达时，可以不需要等待线程创建就能立即执行
提高线程的可管理性：线程是稀缺资源，无限制创建会消耗系统资源，降低系统稳定性。用线程池可以统一分配、调优和监控

架构–Executor框架实现