线程并发

线程安全

线程安全指的是，我们写的某段代码，在多个线程同时执行这段代码时，不会产生混乱，依然能够得到正常的结果，比如i++，初始化值为0，那么两个线程来同时执行这行代码，如果代码是线程安全的，那么最终的结果应该就是一个线程的结果为1，一个线程的结果为2，如果出现了两个线程的结果都为1，则表示这段代码是线程不安全的。所以线程安全，主要指的是一段代码在多个线程同时执行的情况下，能否得到正确的结果。

守护线程

线程分为用户线程和守护线程，M的后台线程，比如垃圾回收线程就是守护线程，守护线程会在其他普通线程都停止运行之后自动关闭。我们可以通过设置thread.setDaemon(true)来把一个线程设置为守护线程。

并发 & 并行 & 串行

串行在时间上不可能发生重叠，前一个任务没搞定，下一个任务就只能等着
并行在时间上是重叠的，两个任务在同一时刻互不干扰的同时执行
并发允许两个任务彼此干扰。统一时间点、只有一个任务运行，交替执行

创建线程的方式

继承Thread类
实现Runnable接口
实现Callable接口
线程池

java

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Test implements Runnable {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        executorService.execute(new Test());
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("hello world");
    }
}

为什么不建议使用Executors创建线程池

FixedThreadPool
SingleThreadExecutor

在这里可以看一下newFixedThreadPool的源码

java

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

发现创建的队列为LinkedBlockingQueue，是一个无界阻塞队列，如果使用该线程池执行任务如果任务过多就会不断的添加到队列中，任务越多占用的内存就越多，最终可能耗尽内存，导致oom. 并且使用Executors来创建线程池也不能自定义线程的名字，不利于排查问题

线程池有哪几种状态

RUNNING 线程池正常运行，可以接受新任务
SHUTDOWN 线程池关闭，不能接受新任务，会把任务队列当中的任务执行完毕后关闭
STOP 线程池关闭，不能接受新任务，不会执行剩余任务
TIDING 线程池中没有线程在运行，会自动切换成该状态，并且会调用terminate()方法
TERMINATED terminated()方法执行后，进入该状态

线程池底层实现原理（队列 + 线程）

此时线程池的线程数用n表示

n < corePoolSize 时，即使线程池中线程都处于空闲状态，也会创建新的线程用来处理被添加的任务
n = corePoolSize 时，但缓冲队列workQueue没满，那么任务会添加到缓冲队列中
n >= corePoolSize 时，缓冲队列满，并且n < maximumPoolSize时，创建新的线程来处理任务
n > corePoolSize 时，缓冲队列满，并且n = maximumPoolSize时，那么通过handler所指定的策略来处理任务
n > corePoolSize 时，若某线程的超时时间 > keepAliveTime时，线程将被终止，这样线程池可以动态调整池中的线程数

Synchronized & ReentrantLock

Synchronized	ReentrantLock
java当中的一个关键字	JDK1.5之后的API
自动加锁和释放锁	手动
JVM层面的锁	API层面
非公平锁	公平锁 & 非公平锁
锁的是对象，锁信息存储在对象头里	int类型的state标识来标识锁的状态
底层有锁升级的过程	底层没有锁升级的过程

ThreadLocal

ThreadLocal是Java中所提供的线程本地存储机制，可以利用该机制将数据缓存在某个线程内部，该线程可以在任意时刻、任意方法中获取缓存的数据
ThreadLocal底层是通过ThreadLocalMap来实现的，每个Thread对象（注意不是ThreadLocal对象）中都存在一个ThreadLocalMap， Map的key为ThreadLocal对象，Map的value为需要缓存的值
造成内存泄露，在每一次使用之后调用remove方法请求数据

java

    private ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>();
    public void a(){
        local.set("1");
        b();
    }

    public void b(){
        String s = local.get();
        local.remove();
    }

ThreadLocal 底层原理

ThreadLocal底层是通过ThreadLocalMap来实现的，每个Thread对象（注意不是ThreadLocal对象）中都存在一个ThreadLocalMap，Map的key为ThreadLocal对象，Map的value为需要缓存的值

ReentrantLock的公平锁和非公平锁

公平锁，会先检查AQS队列中是否存在线程在排队，如果有线程在排队，则当前线程也进行排队
非公平锁，则不会去检查是否有线程在排队，而是直接竞争锁

不管是公平锁还是非公平锁，一旦没竞争到锁，都会进行排队，当锁释放时，都是唤醒排在最前面的线程，所以非公平锁只是体现在了线程加锁阶段，而没有体现在线程被唤醒阶段ReentrantLock是可重入锁，不管是公平锁还是非公平锁都是可重入的

ReentrantLock的 lock() & tryLock()

tryLock()表示尝试加锁，可能加到，也可能加不到，该方法不会阻塞线程，如果加到锁则返回true，没有加到则返回false
lock()表示阻塞加锁，线程会阻塞直到加到锁，方法也没有返回值

Synchronized 锁升级过程

偏向锁：在锁对象的对象头中记录一下当前获取到该锁的线程ID，该线程下次如果又来获取该锁就可以直接获取到了，也就是支持锁重入
轻量级锁：由偏向锁升级而来，当一个线程获取到锁后，此时这把锁是偏向锁，此时如果有第二个线程来竞争锁，偏向锁就会升级为轻量级锁，之所以叫轻量级锁，是为了和重量级锁区分开来，轻量级锁底层是通过自旋来实现的，并不会阻塞线程
如果自旋次数过多仍然没有获取到锁，则会升级为重量级锁，重量级锁会导致线程阻塞
自旋锁：自旋锁就是线程在获取锁的过程中，不会去阻塞线程，也就无所谓唤醒线程，阻塞和唤醒这两个步骤都是需要操作系统去进行的，比较消耗时间，自旋锁是线程通过CAS获取预期的一个标记，如果没有获取到，则继续循环获取，如果获取到了则表示获取到了锁，这个过程线程一直在运行中，相对而言没有使用太多的操作系统资源，比较轻量。

造成死锁的原因

一个资源每次只能被一个线程使用
一个线程在阻塞等待某个资源时，不释放已占有资源
一个线程已经获得的资源，在未使用完之前，不能被强行剥夺
若干线程形成头尾相接的循环等待资源关系

需要注意：加锁顺序、加锁时限、死锁检查（提前预防）

CountDownLatch & Semaphore

AQS （AbstractQueuedSynchronizer）

AQS是一个JAVA线程同步的框架。是JDK中很多锁工具的核心实现框架。
在AQS中，维护了一个信号量state和一个线程组成的双向链表队列。
- 线程队列，就是用来给线程排队的
- state（红绿灯），用来控制线程排队或者放行的
在做可重入锁场景下，state就用来表示加锁的次数。
- 无锁 0
- 加锁 state+1
- 释放锁 state-1

线程并发 ​

线程安全 ​

守护线程 ​

并发 & 并行 & 串行 ​

创建线程的方式 ​

为什么不建议使用Executors创建线程池 ​

线程池有哪几种状态 ​

线程池底层实现原理 （队列 + 线程） ​

Synchronized & ReentrantLock ​

ThreadLocal ​

ThreadLocal 底层原理 ​

ReentrantLock的公平锁和非公平锁 ​

ReentrantLock的 lock() & tryLock() ​

Synchronized 锁升级过程 ​

造成死锁的原因 ​

CountDownLatch & Semaphore ​

AQS （AbstractQueuedSynchronizer） ​

线程并发

线程安全

守护线程

并发 & 并行 & 串行

创建线程的方式

为什么不建议使用Executors创建线程池

线程池有哪几种状态

线程池底层实现原理（队列 + 线程）

Synchronized & ReentrantLock

ThreadLocal

ThreadLocal 底层原理

ReentrantLock的公平锁和非公平锁

ReentrantLock的 lock() & tryLock()

Synchronized 锁升级过程

造成死锁的原因

CountDownLatch & Semaphore

AQS （AbstractQueuedSynchronizer）