Java多线程编程核心技术读书笔记

第一章 JAVA多线程技能

实现多线程编程的方式主要有两种。

继承Thread类
实现Runable接口

工作时的性质相同，主要是Java不能支持多继承。

继承Thread类后，执行start()方法的顺序不代表线程启动的顺序。

如何使用实现了MyRunable的类呢？可以看一下Thread.java的构造函数

以下是一个使用实例：

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("运行中！");
    }
}

public class Run {
    public static void main(String[] args){
        Runnable runnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
        System.out.println("运行结束");
    }
}

运行结果：

image-20190108102448065

主要是通过创建Thread对象，将实现了run（）方法的对象传入Thread。

线程安全

非线程安全：主要是指多个线程对同一个对象中的同一个实例变量进行操作时，出现值被更改、值不同步

可通过synchronized关键字给任意对象或者方法加锁以达到线程安全的目的。

`Thread.currentThread()和this`区别

Thread.currentThread()指的是正在执行操作的线程，this则是指向的线程对象的线程。

`run()`和`start()`区别

run()是将run()方法交给当前线程执行，与主线程是同步执行。

start()则是另启线程执行方法，与主线程是异步执行。

停止线程

使用退出标志使线程正常退出，也就是当run()方法完成后线程终止。
使用stop()方法强行终止线程，但是不推荐使用，是过期作废的方法，且会终止正在运行中的线程。
使用interrupt()中断线程。

interrupt()其实是标志了一个中断状态，通过判断这个状态终止线程；

这是三个使用例子：

if(this.interrupted()){
    break;
}
if(this.interrupted()){
    return;
}
if(this.interrupted()){
    throw new InterruptedException();
}

interrupted()方法具有检验中断状态并清除中断标志的功能。

isInterrupted()不是Static，且该方法仅检测中断状态不清除中断标志。

在sleep()方法后，也就是沉睡中被interrupt()会抛出异常且清除中断标志，与之相反的操作也是一样的结果。

stop()已经被作废，因为如果强制让线程停止可能使清理性工作不能完成，且会对象进行解锁导致数据不一致。

暂停线程

通过suspend()暂停线程，resume()方法恢复线程的执行。

缺点一是独占。如果使用不当，将造成公共的同步对象的独占，使得其他线程无法访问公共同步对象。当线程获取到锁时，执行了suspend()就将会造成独占，锁将无法被释放。

有一个特别的坑，printf()方法内部存在同步锁，这点需要注意。

缺点二是不同步，容易出现因为线程的暂停而导致数据不同步的情况。

yield方法

yield()方法的作用是放弃当前的CPU资源，将它让给其他的任务去占用CPU执行时间。但放弃的时间不确定，有可能刚刚放弃，马上又获得CPU时间片。

线程的优先级

CPU优先执行优先级较高的线程对象中的任务。

设置优先级可使用setPriorith()，JDK源码如下：

image-20190108152443448

JAVA中线程优先级分为1～10这10个等级，JDK中使用了3个常量来预置定义优先级的值，代码如下：

image-20190108152628336

线程优先级的继承特性

JAVA中线程的优先级具有继承性，比如A线程启动B线程，则B线程的优先级与A是一样的。

优先级具有规则性

高优先级的线程总是大部分先执行完，但不代表高优先级的全部先执行完。当线程优先级差距很大时，谁先执行完和代码的调用顺序无关。

优先级具有随机性

优先级较高的线程不一定每一次都先执行完。

守护线程

JAVA中存在两种线程，一种是用户线程，另一种是守护线程。

守护线程是一种特殊的线程，它的特性有“陪伴”的含义，当进程中不存在非守护线程了，则守护线程自动销毁。典型的守护线程就是垃圾回收线程。

第二章对象及变量的并发访问

synchronized同步方法

方法内的变量为线程安全

方法中的变量不存在非线程安全问题，永远都是线程安全的。这是方法内部的变量是私的特性造成的。私有变量非共享，不被多线程修改，也就不存在线程安全问题。

实例变量非线程安全

这时候需要添加synchronized关键字。

多个对象多个锁

synchronized锁的是对象的代码和方法，而不是一段代码或者方法。

synchronized方法与锁对象

当两个线程访问同一个对象的两个方法时：

1. A线程先持有Object对象的Lock锁，B线程可以以异步的方式调用Object 对象中的非synchronized类型的方法。
2. A线程先持有Object对象的Lock锁，B线程如果在这是调用Object对象中的synchronized类型的方法则需等待，也就是同步。

脏读

解决同一个对象的脏读问题可在对象的get()和set()都加上synchronized关键字。

synchronized锁重入

关键字synchronized拥有锁重入的功能，也就是在使用synchronized时，当一个线程得到一个对象锁后，再次请求此对象锁时时可以再次得到该对象的锁的。这也证明在一个synchronized方法/块的内部调用本类的其他synchronized方法/块时，是永远可以得到锁的。

个人理解就是得到锁的线程最优先处理，直到完成该线程的任务。

出现异常，锁自动被释放

这也是为了防止死锁的发生。

synchronized不具有继承性

比如子类调用父类方法，父类方法中的synchronized将会失效。

synchronized同步语句块

顾名思义，可以锁住代码块，使用例子如下：

synchronized(this){
    需要锁住的代码
}

synchronized(this)也是锁定当前对象的

this是用来指向对象监视器的。

如果锁定代码块时，对象监视器非同一个对象，如synchronized(方法内的私有对象)则相当于不是同一个锁，程序将异步执行。以下是一个例子：

public class Service {
    private String usernameParam;
    private String passwordParam;
//    private String anyString = new String(); //如果是对象监视器是这个对象则同步

    public void setUsernamePassword(String username,String password){
        try {
            String anyString = new String(); //方法内的私有对象作为对象监视器，程序将异步调用
            synchronized (anyString){
                System.out.println("线程名称为： " + Thread.currentThread().getName() + " 在 " + System.currentTimeMillis() + " 进入同步块 ");
                usernameParam = username;
                Thread.sleep(3000);
                passwordParam = password;
                System.out.println("线程名称为： " + Thread.currentThread().getName() + " 在 " + System.currentTimeMillis() + " 离开同步块 ");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

对象监视器

对象监视器：在Java中，每个对象和Class内部都有一个锁，Class广义上也是一个单例对象，每个对象和Class会和一个监视器关联，注意措辞，锁是存在于对象内部的数据结构，监视器是一个独立的结构但是和对象关联，相同点是对象一定有一个锁也一定关联一个监视器。另外，监视器是操控线程的，他会维持一个代码数据区和线程队列等，保证同一时刻只有一个线程访问代码数据区，监视器就是通过判断对象里锁来完成这个安全访问的功能的。监视器是比锁更高层次的抽象。具体的操作流程是：当代码进入同步区域时，找到对象关联的监视器，然后调用监视器获取锁的方法，监视器会读取对象头里面有关锁的信息作为参数，然后进行获取锁的操作，或是让当前线程得到锁，或是让当前线程等待，当代码退出同步区域时，找到对象关联的监视器，然后调用监视器释放锁的操作，整个流程大致是这个样子。另外，需要明白的是，所有代码都隶属于某个对象，非静态方法好说，静态方法是和Class对象关联的，广义上也是隶属于某个对象的。这样就能理解为什么多线程为什么能够实现同步了，因为多个线程执行同一个监视器管理的一份临界资源，自然就能处理同步的细节了。

出处：https://blog.csdn.net/tales522/article/details/80853489

个人理解：将对象监视器视为分配锁的地方，一次只有一个线程可以进入。进入则获取锁，出门则释放锁。

线程调用同步方法的顺序是随机的

由于线程调用同步方法的顺序是随机的，将可能造成脏读现象。比如一个List，A和B线程同时操作List Service类对其进行add()如果List为空，添加数据。在synchronized add（）没有设置对象监视器的情况下，将有可能发生脏读。

为了解决这种原因造成的脏读，可以将对象监视器设为实例变量。

比如在上个例子中将synchronized add（）改为

public class ListService{
    public add(List list,String data){
        try{
            synchronized(list){
                list.add()
            }
        }
    }
}

不再同步方法而是改为同步代码块且将对象监视器该为list，就可以解决这个脏读问题。

对象监视器的三个结论

x为非this对象。

1. 当多个线程同时执行`synchronized（x）`同步代码块时呈同步效果。
2. 当其他线程执行x对象中的synchronized同步方法时呈同步效果。
3. 当其他线程执行x对象方法里的`synchronized(this)`代码块时也呈现同步效果。

静态同步synchronized方法与synchronized(class)代码块

关键字synchronized还可以应用在static静态方法上，是对当前的*.JAVA文件对应的Class类进行持锁。synchronized关键字加到非static方法上时给对象上锁。

synchronized(class)的作用与synchronized static一样都是锁住class类

数据类型String的常量池特性

常量池特性：

String a = "a";
String b = "a";
System.out.println(a == b);

输出结果：
    true

当new String对象时，当后面的对象值与前面对象相同时，后面的对象将视为前面的对象，二者都是同一个对象。因此当synchronized(String对象)时，可能会发生例外，使用了同一个对象监视器。所以在大多数的情况下，同步synchronized代码块都不使用String作为锁对象，而改用其他，比如将synchronized(String对象)改为synchronized(Object对象)

多线程的死锁

死锁：不同的线程在等待根本不可能被释放的锁，从而导致所有的任务都无法继续完成。

可以使用JDK自带JCONSOLE工具来检测是否有死锁的现象。

锁对象的改变

锁对象的属性即使改变，以同一个对象为锁的运行结果还是同步的。（String对象比较特别，需要注意）

volatile关键字

voliatile的主要作用是使变量在多个线程间可见

作用是强制从公共堆栈中取得变量的值，而不是从线程私有数据栈中取得变量的值

解决异步死循环

先来看一个例子：

public class RunThread extends Thread {
    private boolean isRunning = true;
    public boolean isRunning(){
        return isRunning;
    }

    public void setRunning(boolean running) {
        isRunning = running;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("run");
        while (isRunning == true){
        }
        System.out.println("线程被停止了");
    }
}

public class Run {
    public static void main(String[] args){
        RunThread thread = new RunThread();
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        thread.setRunning(false);
        System.out.println("already been set false");
    }
}

运行结果：

run
already been set false

这是IDEA运行后的结果。但是如果使用同样的代码运行在JVM设置为Server服务器的环境中，运行打印输出相同，但是将会进入死循环。这是因为变量isRunning == true存在于公共堆栈及线程的私有堆栈中。在JVM设置为-SERVER模式时为了线程运行的效率，线程一直在私有堆栈中取得isRunning的值是true。而代码thread.setRunning(false)；虽然被执行，更新的却是公共堆栈中的isRunning变量值为false，所以就一直是死循环的状态。

解决这样的问题就要使用volatile关键字了，强制线程访问isRunning这个变量时，从公共堆栈中取值。

修改RunThread代码如下：

public class RunThread extends Thread {
    volatile private boolean isRunning = true;
    public boolean isRunning(){
        return isRunning;
    }
    public void setRunning(boolean running) {
        isRunning = running;
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("run");
        while (isRunning == true){
        }
        System.out.println("线程被停止了");
    }
}

问题就解决了。

两张图帮助理解：

程序的私有堆栈：

image-20190114155332470

读取公共内存：

image-20190114160322601

volatile的缺点时不支持原子性(整个程序中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不可能停滞在中间某个环节)。个人理解：volatile相当于给变量增加了synchronized。

对比volatile和synchronized

volatile性能比synchronized好，volatile只能修饰于变量，而synchronized可以修饰方法及代码块。
多线程访问volatile不会发生阻塞，而synchronized会出现阻塞。
volatile能保证数据的可见性，但不能保证原子性；而synchronized可以保证原子性也可以间接保证可见效，因为它会将私有内存和公有内存中的数据做同步。
volatile解决的事变量在多个线程之间的可见性；而synchronized解决的事多个线程之间访问资源的同步性。

synchronized包含两个特征：互斥性和可见性

线程安全包含原子性和可见性两个方面，Java的同步机制都是围绕这两个方面来确保线程安全的。

volatile非原子的特性

例子：

public class Mythread extends Thread {

    volatile public static int count;
    private static void addConut(){
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            count++;
        }
        System.out.println("count= " + count);
    }

    @Override
    public void run() {
        addConut();
    }
}

public class Run {
    public static void main(String[] args){
        Mythread[] mythreads = new Mythread[1000];
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            mythreads[i] = new Mythread();
        }
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            mythreads[i].start();
        }
    }
}

运行结果：

count= 986804
count= 987804
count= 988804
count= 989804
count= 990804
count= 991804
count= 992804
count= 993804
count= 994804
count= 995804
count= 996804
count= 997804
count= 998804

最终结果不是1000000。

更改Mythread类，使用synchronized代替volatile

public class Mythread extends Thread {
    public static int count;
    synchronized private static void addConut(){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            count++;
        }
        System.out.println("count= " + count);
    }

    @Override
    public void run() {
        addConut();
    }
}

运行结果：

count= 989000
count= 990000
count= 991000
count= 992000
count= 993000
count= 994000
count= 995000
count= 996000
count= 997000
count= 998000
count= 999000
count= 1000000

结果正确。

关键字volatile提示线程每次从共享内存中读取变量，而不是私有内存。但如果修改实例变量中的数据，如i++，这样的操作其实并不是一个原子操作，也就是非线程安全的，容易出现脏数据。解决的办法就是使用synchronized关键字。

变量在内存中的工作过程：

变量在内存中的工作过程

read和load阶段：从主工作内存复制变量到当前线程工作内存
use和assign阶段：执行代码，改变共享变量值
store和write阶段：用工作内存数据刷新主内存对应变量的值。

volatile只能保证1阶段是实时的不出问题。2、3阶段不能保证同步，这也是容易造成脏数据的原因。

使用原子类进行i++操作

除了在i++操作时进行synchronized关键字实现同步外，还可以使用AtomicInteger原子类进行实现。

需要注意的是原子类addAndGet方法是原子的，但方法和方法之间的调用却不是原子的。解决这样的问题必须要用同步。

第三章线程间通信

`wait()`作用

wait()作用是使当前执行代码的线程进行等待，将当前线程置入“预执行队列中”，并且在 wait()所在的代码行处停止执行，直到接到通知或中断为止。在调用wait()之前，线程必须获得该对象的对象级别锁。如果在调用wait()时线程没有持有适当的锁，将抛出IllegalMonitorStateException异常，它是RuntimeException的一个子类，因此不需要TRY-CATCH进行捕捉。

`notify()`作用

notify()也要在同步方法或同步块中调用，调用前线程也必须获得该对象的对象级别锁。如果在调用notify()时线程没有持有适当的锁，将抛出IllegalMonitorStateException异常。该方法用来通知那些可能等待该对象的对象锁的其他线程，如果有多个线程等待，则由线程规划器随机挑选出其中一个呈wait状态的线程，对其发出notify，并使它获取该对象的对象锁。注意：执行notify()后，当前线程不会马上释放该对象锁，要等到执行notify()方法的线程将程序执行完。当第一个获得了该对象锁的wait线程运行完毕也后它会释放掉该对象锁，此时如果该对象没有再次使用notify语句，则即便该对象已经空闲，其他wait状态等待的线程由于没有收到该对象通知，还会继续阻塞在wait状态，直到该对象发出notify或notifyAll。

个人理解：notify使其他线程重新竞争锁，而不是直接获取锁。

`notifyAll()`作用

notifyAll()与notify()相同，区别是notify()只唤醒一个线程，notifyAll()唤醒等待该对象锁的全部线程。

当`wait()`遇到`interrupt()`

当线程呈wait()状态时，调用interrupt()会出现InterruptedException异常。

生产者/消费者模式

等待/通知模式最经典的案例就是“生产者/消费者”模式，远离都是基于wait/notify。需要注意的是：wait条件的判断最好使用while而不是if，否则在执行POP时容易抛出异常。唤醒最好使用notifyAll()而不是notify()否则在连续唤醒同类线程的情况下将会出现“假死情况”。

通过管道进行线程间通信

可以通过管道流(pipeStream)用于在不同线程间直接传送数据，而无需借助类似临时文件之类的东西。

Java的JDK中提供了4个类：

PipedInputStream和PipedOutputStream
PipedReader和PipedWriter

1.用来传递字节流，2.用来传递字符流。

方法join的使用

join方法的作用是使所属的线程对象X正常执行run()方法中的任务，而使当前线程z进行无限期的阻塞，等待线程X销毁后再继续执行线程z后面的代码，换种说法就是等待线程对象销毁，常用于主线程等待子线程。

join(long)可以设置等待时间。

join和synchronized的区别是：join在内部使用wait()方法进行等待，而synchronized关键字使用的是“对象监视器”原理作为同步。

`join(long)`和`sleep(long)`的区别

方法join(long)的功能在内部是使用wait(long)来实现的，所以join(long)具有释放锁的特点。sleep(long)不具备释放锁的特点。

join与异常

在join过程中，如果当前线程对象被中断，则当前线程出现异常。

join后面的代码提前运行

类ThreadLocal的使用

主要解决的是每个线程绑定自己的值，可以将ThreadLocal比喻成全局存放数据的盒子，盒子中可以储存每个线程的私有数据。

可以通过继承ThreadLocal类，复写initialValue()方法为类设置初始值。初始值也可以具有线程变量的隔离性。

类InheritableThreadLocal的使用

使用类InheritableThreadLocal可以在子线程中取得父线程继承下来的值。

通过复写childValue()可以继承值并对值进行修改。

需要注意的一点是：如果子线程在取得值的同时，主线程将InheritableThreadLocal中的值进行更改，那么子线程取到的值还是旧值。

第四章 Lock的使用

ReentrantLock类

使用方法

lock();
doSomething(); //需要同步的代码
unlock();

使用Condition实现等待/通知

Object类中的notify()方法相当于Condition类中的signal()方法。

Object类中的notifyAll()方法相当于Condition类中的signalAll()方法。

公平锁和非公平锁

公平锁表示线程获取锁的顺序是按照线程加锁的顺序来分配的，即先来先得的FIFO先进先出顺序。而非公平锁就是一种获取锁的抢占机制，是随机获得锁的。

默认情况下，ReentrantLock类使用的是非公平锁。

使用方法：

Lock lock = new ReentrantLock(isFair) //isFair为true则为公平锁

一些Lock类的常用方法

`getHoldCount()`、`getQueueLength()`、`getWaitQueueLength()`的功能

int getHoldCount():查询当前线程保持此锁定的个数，也就是调用lock()方法的次数。

int getQueueLength()：返回正等待获取此锁定的线程数。

int getWaitQueueLength()：返回执行了同一个condition.await()的线程数。

`hasQueuedThread()`、`hasQueuedThreads()`、`hasWaiters()`的功能

boolean hasQueuedThread(Thread thread)：查询指定线程是否在等待获取此锁定

boolean hasQueuedThreads()：查询是否有线程在等待获取此锁定

boolean hasWaiters(Condition condition)：是否有线程正在等待与此锁定有关的condition条件。

`isFair()`、`isHeldByCurrentThread()`、`isLocked()`的功能

boolean isFair():判断是不是公平锁

isHeldByCurrentThread()：当前线程是否保持此锁定

isLocked()：此锁定是否被线程保持

`lockInterruptibly()`、`tryLock()`、`tryLock(long timeout,TimeUnit unit)`

lockInterruptibly()：如果当前线程未被中断，则获取锁定，如果已经被中断则出现异常

tryLock()：仅在调用时锁定未被另一个线程保持的情况下，才获取该锁定

tryLock(long timeout,TimeUnit unit)：如果锁定在给定等待时间内没有被另一个线程保持，且当前线程未被中断，则获取该锁定。

`awaitUninterruptibly()`的使用

condition.awaitUninterruptibly（）作用使该线程不可被中断

`awaitUnitl()`的使用

condition.awaitUntil(Time time)相当于wait(Time time)，可以被提前唤醒。

使用Condition实现顺序执行

使用Condition对象可以对线程执行的业务进行排序规划。

使用ReentrantReadWriteLock类

类ReentrantLock具有完全互斥排他的效果，即同一时间只有一个线程在执行ReentrantLock.lock()方法后面的任务。这样虽然保证了实例变量的线程安全性，但效率低下。所以JDK提供了一种读写锁ReentrantReadWriteLock类，使用它可以加快运行效率。

读写锁表示有两个锁，一个是读操作相关的锁，也称为共享锁；另一个是写操作相关的锁，也叫排他锁。也就是多个读锁之间不互斥，读锁与写锁互斥，写锁与写锁互斥。

“读写”、“写读”、“写写”都是互斥的；而“读读”是异步的，非互斥的。

简单记忆：写操作与任何操作互斥。

第五章定时器

书上定时器这章介绍的是Timer类的使用，但Timer类存在许多问题，如果使用JDK的工具类来实现定时任务，阿里巴巴推荐使用ScheduledExecutorService类。

定时器类Timer的使用

JDK中Timer类主要负责计划任务的功能。

Timer类的主要作用是设置计划任务，但封装任务的类是TimerTask类。

执行计划任务的代码要放入TimerTask的子类中，因为TimerTask是一个抽象类。

方法`schedule(TimerTask task,Date time)`的使用

schedule()方法，都是按顺序执行。Task队列中同一个Task只能存在一个，否则将会抛出异常！

该方法的作用是在指定的日期执行一次某一任务。

这是一个使用例子：

public class RunSchedule {
    private static Timer timer = new Timer();
    static public class MyTask extends TimerTask {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("运行时间为：" + new Date().toLocaleString());
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        try {
            MyTask task = new MyTask();
            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            String dateString = "2019-01-21 10:14:10";
            System.out.println("字符串时间为：" + dateString +  "当前时间为: " + new Date().toLocaleString());
            Date dateRef = sdf.parse(dateString);
            timer.schedule(task,dateRef);
        }catch (ParseException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果：

image-20190121101654425

任务虽然执行完，但进程还未销毁。这是因为创建一个Timer就是启动一个新的线程，这个线程并不是守护线程，它一直在运行。

通过在

Timer timer = new Timer(True) //设置程序运行后迅速结束当前的进程。

方法`schedule(TimerTask task,Date FirstTime,long period)`的使用

该方法的作用是在指定的日期之后，按指定的间隔周期性地无限循环地执行某一任务。

period：填的是间隔时间，以毫秒为单位。

两种情况

计划时间早于当前时间

如果执行任务的时间早于当前时间，则立即执行Task任务。

多个TimerTask任务及延时

TimerTask是以队列的方式一个一个被顺序执行，所以执行的时间有可能和预期的时间不一致，因为前面的任务可能消耗的时间较长，则后面的任务运行的时间也会被延迟。

TimerTask类的`cancel()`方法

作用是将自身从任务队列中清除。

Timer类的`cancel()`方法

作用是任务队列中全部任务清空。

注意事项：

Timer类中的cancel()方法有时并不一定会停止执行计划任务，而是正常执行。

下面是一个例子：

public class TimerCancelTest {
    static int i = 0;
    static public class MyTask extends TimerTask {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("正常执行了：i= " + i +  " 运行时间为：" + new Date().toLocaleString());
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        while (true){
            try {
                i++;
                Timer timer = new Timer();
                MyTask task = new MyTask();
                SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
                String dateString = "2019-01-21 10:14:10";
                Date dateRef = sdf.parse(dateString);
                timer.schedule(task,dateRef);
                timer.cancel();
            }catch (ParseException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

运行结果：

image-20190121105820341

并不是每个任务都被清空了，这是因为Timer类中的cancel()方法并没有争抢到queue锁，所以TimerTask类中的任务继续正常执行。

方法`schedule(TimerTask task,long delay,long period)`的使用

作用是以相对时间执行定时任务。

同上，可以是使用schedule(TimerTask task,long delay)方法。

方法`scheduleAtFixedRate(TimerTask task,Date firstTime,long period)`的使用

方法schedule()和scheduleAtFixedRate()都会按顺序执行，所以不要考虑非线程安全的情况。

方法schedule()和scheduleAtFixedRate()主要的区别只在于不延时的情况。

schedule()：如果执行任务的时间没有被延时，那么下一次任务的执行时间参考的是上一次任务的“开始”时的时间来计算。

scheduleAtFixedRate()：如果执行任务的时间没有被延时，那么下一次任务的执行时间参考的是上一次任务的“结束”时的时间来计算。

schedule方法不具有追赶执行性

错过的Task循环任务，就当无事发生，不执行了，这就是Task任务不追赶的情况。

scheduleAtFixedRate方法具有追赶执行性

错过的Task循环任务将被“补充性”执行也就是直接运行错过任务的次数。

第六章单例模式与多线程

立即加载/“饿汉模式”

立即加载就是使用类的时候已经将对象创建完毕，常见的实现办法是直接new实例化。而立即加载从中文的语境来看，有“着急”、“急迫”的含义，所以也称为“饿汉模式”。

立即加载/“饿汉模式”是在调用方法前，实例以及被创建了。来看一下实现代码。

public class MyObject {
    private static MyObject myObject = new MyObject();
    private MyObject(){
        
    }
    public static MyObject getInstance(){
        //此版本为立即加载
        //缺点是不能有其他实例变量
        //因为getInstance（）方法没有同步
        //所以有可能出现非线程安全问题
        return myObject;
    }
}

创建线程类如下

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(MyObject.getInstance().hashCode());
    }
}

创建运行类Run代码如下

public class Run {
    public static void main(String[] args){
        MyThread t1 = new MyThread();
        MyThread t3 = new MyThread();
        MyThread t2 = new MyThread();
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

运行结果

image-20190121140610292

实现了立即加载型单例设计模式。

延迟加载/“懒汉模式”

延迟加载就是在调用get()方法时实例才被创建，常见的实现办法就是在get()方法中进行new实例化。而延迟加载从中文语境来看，是“缓慢”、“不急迫”的含义，所以也被称为“懒汉模式”。

一个简单实现代码如下

public class MyDelayObject {
    private static MyDelayObject myObject;
    private MyDelayObject(){
    }
    public static MyDelayObject getInstance(){
        if (myObject == null){
            myObject = new MyDelayObject();
        }
        return myObject;
    }
}

单线程虽然完成了单例，但如果在多线程的环境中，就会出现取出多个实例的情况。

缺点

多线程情况容易创建多个对象。

public class MyDelayObject {
    private static MyDelayObject myObject = new MyDelayObject();
    private MyDelayObject(){
    }
    public static MyDelayObject getInstance(){
        if (myObject == null){
            //模拟在创建对象之前做一些准备行的工作
            Thread.sleep(3000);
            myObject = new MyDelayObject();
        }
        return myObject;
    }
}

运行结果

image-20190121142623730

返回了不同的对象。

如何解决呢？

1.声明synchronized

给get()添加synchronized关键字。

public class MyDelayObject {
    private static MyDelayObject myObject;
    private MyDelayObject(){
    }
    synchronized public static MyDelayObject getInstance(){
        if (myObject == null){
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            myObject = new MyDelayObject();
        }
        return myObject;
    }
}

运行结果

[图片上传失败...(image-65776b-1548063380608)]

问题解决了，但此种方法效率非常低下，是同步运行的。

2.尝试同步代码块

public class MyDelayObject {
    private static MyDelayObject myObject;
    private MyDelayObject(){
    }
    public static MyDelayObject getInstance(){
       synchronized (MyDelayObject.class){
           if (myObject == null){
               try {
                   Thread.sleep(3000);
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
               myObject = new MyDelayObject();
           }
       }
        return myObject;
    }
}

同步代码块的效果与声明synchronized关键字相同，问题可以解决，但效率低下。

3.使用DCL双检查锁机制

public class MyDelayObject {
    private static MyDelayObject myObject;
    private MyDelayObject(){
    }
    public static MyDelayObject getInstance(){
     try {
         //第一次检查
         if (myObject == null){
             Thread.sleep(3000);
             //同步部分代码块
             synchronized (MyDelayObject.class){
                 //第二次检查
                 if (myObject == null){
                     myObject = new MyDelayObject();
                 }
             }
     }
     }catch (InterruptedException e){
         e.printStackTrace();
     }
     return myObject;
    }
}

使用双重检查锁功能，成功的解决了“懒汉模式“遇到的多线程的问题。DCL也是大多数多线程结合单例模式使用的解决方案。

使用静态内置类实现单例模式

使用了这么一个特性：加载一个类时，其内部类不会同时被加载。一个类被加载，当且仅当其某个静态成员（静态域、构造器、静态方法等）被调用时发生。

public class MyInnerObject {
    private static class MyObjectHandler{
        private static MyInnerObject myInnerObject = new MyInnerObject();
    }
    private MyInnerObject(){}
    public static MyInnerObject getInstance(){
        return MyObjectHandler.myInnerObject;
    }
}

序列化与反序列化的单例模式实现

静态内置类可以达到线程安全问题，但如果遇到序列化对象时，使用默认的方式运行得到的还是多例。

需要使用一个readResolve()方法

使用static代码块实现单例模式

静态代码块中的代码在使用类的时候就已经执行了，所以可以应用这个特性来实现单例模式。

public class MyObject {
    private static MyObject myObject;
    
    static {
        myObject = new MyObject();
    }
    private MyObject(){

    }
    public static MyObject getInstance(){
        return myObject;
    }
}

使用enum枚举数据类型实现单例模式

枚举enum和静态代码块的特性相似，在使用枚举类时，构造方法会被自动调用。

第七章拾遗增补

SimpleDateFormat非线程安全

SimpleDateFormat类主要负责日期的转换与格式化，但在多线程的环境中，使用此类容易造成数据转换及处理的不准确，因为SimpleDateFormat并不是线程安全的。

以下是一个例子

public class MyThread extends Thread {
    private SimpleDateFormat sdf;
    private String dateString;

    public MyThread(SimpleDateFormat sdf, String dateString) {
        this.sdf = sdf;
        this.dateString = dateString;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            Date dateRef = sdf.parse(dateString);
            String newDateString = sdf.format(dateRef).toString();
            if (!newDateString.equals(dateString)){
                System.out.println("报错了 日期字符串： " + dateString + " 转换后的日期为： " + newDateString);
            }
        }catch (ParseException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class Run {
    public static void main(String[] args){
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        String[] dateStringArray = new String[]{"2000-01-01","2000-01-02","2000-01-03","2000-01-04","2000-01-05","2000-01-06"};
        MyThread[] threads = new MyThread[6];
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            System.out.println(dateStringArray[i]);
            threads[i] = new MyThread(sdf,dateStringArray[i]);
        }
        for (int i = 0; i <6; i++) {
            threads[i].start();
        }
    }
}

运行结果

image-20190121171211813

最后编辑于：2019.08.20 14:13:56

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Java多线程编程核心技术读书笔记

第一章 JAVA多线程技能

线程安全

Thread.currentThread()和this区别

run()和start()区别

停止线程

暂停线程

yield方法

线程的优先级

线程优先级的继承特性

优先级具有规则性

优先级具有随机性

守护线程

第二章 对象及变量的并发访问

synchronized同步方法

方法内的变量为线程安全

实例变量非线程安全

多个对象多个锁

synchronized方法与锁对象

脏读

synchronized锁重入

出现异常，锁自动被释放

synchronized不具有继承性

synchronized同步语句块

synchronized(this)也是锁定当前对象的

对象监视器

线程调用同步方法的顺序是随机的

对象监视器的三个结论

静态同步synchronized方法与synchronized(class)代码块

数据类型String的常量池特性

多线程的死锁

锁对象的改变

volatile关键字

解决异步死循环

对比volatile和synchronized

volatile非原子的特性

使用原子类进行i++操作

第三章 线程间通信

wait()作用

notify()作用

notifyAll()作用

当wait()遇到interrupt()

生产者/消费者模式

通过管道进行线程间通信

方法join的使用

join(long)和sleep(long)的区别

join与异常

join后面的代码提前运行

类ThreadLocal的使用

类InheritableThreadLocal的使用

第四章 Lock的使用

ReentrantLock类

使用方法

使用Condition实现等待/通知

公平锁和非公平锁

一些Lock类的常用方法

getHoldCount()、getQueueLength()、getWaitQueueLength()的功能

hasQueuedThread()、hasQueuedThreads()、hasWaiters()的功能

isFair()、isHeldByCurrentThread()、isLocked()的功能

lockInterruptibly()、tryLock()、tryLock(long timeout,TimeUnit unit)

awaitUninterruptibly()的使用

awaitUnitl()的使用

使用Condition实现顺序执行

使用ReentrantReadWriteLock类

第五章 定时器

定时器类Timer的使用

方法schedule(TimerTask task,Date time)的使用

方法schedule(TimerTask task,Date FirstTime,long period)的使用

两种情况

计划时间早于当前时间

多个TimerTask任务及延时

TimerTask类的cancel()方法

Timer类的cancel()方法

方法schedule(TimerTask task,long delay,long period)的使用

方法scheduleAtFixedRate(TimerTask task,Date firstTime,long period)的使用

schedule方法不具有追赶执行性

scheduleAtFixedRate方法具有追赶执行性

第六章 单例模式与多线程

立即加载/“饿汉模式”

延迟加载/“懒汉模式”

`Thread.currentThread()和this`区别

`run()`和`start()`区别

第二章对象及变量的并发访问

第三章线程间通信

`wait()`作用

`notify()`作用

`notifyAll()`作用

当`wait()`遇到`interrupt()`

`join(long)`和`sleep(long)`的区别

`getHoldCount()`、`getQueueLength()`、`getWaitQueueLength()`的功能

`hasQueuedThread()`、`hasQueuedThreads()`、`hasWaiters()`的功能

`isFair()`、`isHeldByCurrentThread()`、`isLocked()`的功能

`lockInterruptibly()`、`tryLock()`、`tryLock(long timeout,TimeUnit unit)`

`awaitUninterruptibly()`的使用

`awaitUnitl()`的使用

第五章定时器

方法`schedule(TimerTask task,Date time)`的使用

方法`schedule(TimerTask task,Date FirstTime,long period)`的使用

TimerTask类的`cancel()`方法

Timer类的`cancel()`方法

方法`schedule(TimerTask task,long delay,long period)`的使用

方法`scheduleAtFixedRate(TimerTask task,Date firstTime,long period)`的使用

第六章单例模式与多线程

第七章拾遗增补