经典干货《Java 多线程编程核心技术》学习笔记及总结（中）

Posted 2021-04-21 Java我最强

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了经典干货《Java 多线程编程核心技术》学习笔记及总结（中）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

作者 | zhisheng_tian

编辑 | Sandra

原文 | http://www.jianshu.com/p/bcb939d6b56c

第三章

线程间通信

技术点：

1、使用 wait/notify 实现线程间的通信

2、生产者/消费者模式的实现

3、方法 join 的使用

4、ThreadLocal 类的使用

等待/通知机制

wait 使线程停止运行，notify 使停止的线程继续运行。

关键字 synchronized 可以将任何一个 Object 对象作为同步对象看待，而 Java 为每个 Object 都实现了 wait() 和 notify() 方法，他们必须用在被 synchronized 同步的 Object 的临界区内。通过调用 wait 方法可以使处于临界区内的线程进入等待状态，同时释放被同步对象的锁。而 notify 操作可以唤醒一个因调用了 wait 方法而处于阻塞状态的线程，使其进入就绪状态。被重新唤醒的线程会试图重新获得临界区的控制权，继续执行临界区内 wait 之后的代码。

wait 方法可以使调用该方法的线程释放共享资源的锁，从运行状态退出，进入等待状态，直到再次被唤醒。

notify() 方法可以随机唤醒等待对列中等待同一共享资源的一个线程，并使该线程退出等待状态，进入可运行状态。

notifyAll() 方法可以随机唤醒等待对列中等待同一共享资源的所有线程，并使这些线程退出等待状态，进入可运行状态。

线程状态示意图：

◾ 新创建一个线程对象后，在调用它的 start() 方法，系统会为此线程分配 CPU 资源，使其处于 Runnable（可运行）状态，如果线程抢占到 CPU 资源，此线程就会处于 Running （运行）状态。

◾ Runnable 和 Running 状态之间可以相互切换，因为线程有可能运行一段时间后，有其他优先级高的线程抢占了 CPU 资源，此时线程就从 Running 状态变成了 Runnable 状态。

线程进入 Runnable 状态有如下几种情况：

1、调用 sleep() 方法后经过的时间超过了指定的休眠时间；

2、线程调用的阻塞 IO 已经返回，阻塞方法执行完毕；

3、线程成功的获得了试图同步的监视器；

4、线程正在等待某个通知，其他线程发出了通知；

5、处于挂状态的线程调用了 resume 恢复方法。

◾ Blocked 是阻塞的意思，例如线程遇到一个 IO 操作，此时 CPU 处于空闲状态，可能会转而把 CPU 时间片分配给其他线程，这时也可以称为 “暂停”状态。Blocked 状态结束之后，进入 Runnable 状态，等待系统重新分配资源。

出现阻塞状态的有如下几种情况：

1、线程调用 sleep 方法，主动放弃占用的处理器资源；

2、线程调用了阻塞式 IO 方法，在该方法返回之前，该线程被阻塞；

3、线程试图获得一个同步监视器，但该同步监视器正在被其他线程所持有；

4、线程等待某个通知；

5、程序调用了 suspend 方法将该线程挂起。

◾ run 方法运行结束后进入销毁阶段，整个线程执行完毕。

生产者/消费者模式实现

一个生产者，一个消费者

存储值对象：

生产者：

消费者：

生产者线程：

消费者线程：

主函数：

题目：创建20个线程，其中10个线程是将数据备份到数据库A，另外10个线程将数据备份到数据库B中去，并且备份数据库A和备份数据库B是交叉进行的。

工具类：

备份A先线程：

备份B线程：

测试：

Join 方法的使用

作用：等待线程对象销毁

join 方法具有使线程排队运行的作用，有些类似同步的运行效果。join 与 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” 原理做为同步。

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。

方法 join(long) 中的参数是设定等待的时间。

类 ThreadLocal 的使用

该类提供了线程局部 (thread-local) 变量。这些变量不同于它们的普通对应物，因为访问某个变量（通过其 get 或set 方法）的每个线程都有自己的局部变量，它独立于变量的初始化副本。ThreadLocal 实例通常是类中的private static 字段，它们希望将状态与某一个线程（例如，用户 ID 或事务 ID）相关联。

get() 方法

返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。如果变量没有用于当前线程的值，则先将其初始化为调用 initialValue() 方法返回的值。

InheritableThreadLocal 类的使用

该类扩展了 ThreadLocal，为子线程提供从父线程那里继承的值：在创建子线程时，子线程会接收所有可继承的线程局部变量的初始值，以获得父线程所具有的值。通常，子线程的值与父线程的值是一致的；但是，通过重写这个类中的 childValue 方法，子线程的值可以作为父线程值的一个任意函数。

当必须将变量（如用户 ID 和事务 ID）中维护的每线程属性（per-thread-attribute）自动传送给创建的所有子线程时，应尽可能地采用可继承的线程局部变量，而不是采用普通的线程局部变量。

第四章

Lock 的使用

使用 ReentrantLock 类

一个可重入的互斥锁 Lock，它具有与使用 synchronized 方法和语句所访问的隐式监视器锁相同的一些基本行为和语义，但功能更强大。

ReentrantLock 将由最近成功获得锁，并且还没有释放该锁的线程所拥有。当锁没有被另一个线程所拥有时，调用 lock 的线程将成功获取该锁并返回。如果当前线程已经拥有该锁，此方法将立即返回。可以使用

isHeldByCurrentThread()和 getHoldCount()方法来检查此情况是否发生。

此类的构造方法接受一个可选的公平参数。当设置为 true 时，在多个线程的争用下，这些锁倾向于将访问权授予等待时间最长的线程。否则此锁将无法保证任何特定访问顺序。与采用默认设置（使用不公平锁）相比，使用公平锁的程序在许多线程访问时表现为很低的总体吞吐量（即速度很慢，常常极其慢），但是在获得锁和保证锁分配的均衡性时差异较小。不过要注意的是，公平锁不能保证线程调度的公平性。因此，使用公平锁的众多线程中的一员可能获得多倍的成功机会，这种情况发生在其他活动线程没有被处理并且目前并未持有锁时。还要注意的是，未定时的 tryLock方法并没有使用公平设置。因为即使其他线程正在等待，只要该锁是可用的，此方法就可以获得成功。

建议总是立即实践，使用 lock 块来调用 try，在之前/之后的构造中，最典型的代码如下：

Condition

Condition 将 Object 监视器方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用，为每个对象提供多个等待 set（wait-set）。其中，Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用，Condition 替代了 Object 监视器方法的使用。

假定有一个绑定的缓冲区，它支持 put 和 take 方法。如果试图在空的缓冲区上执行 take 操作，则在某一个项变得可用之前，线程将一直阻塞；如果试图在满的缓冲区上执行 put 操作，则在有空间变得可用之前，线程将一直阻塞。我们喜欢在单独的等待 set 中保存 put 线程和 take 线程，这样就可以在缓冲区中的项或空间变得可用时利用最佳规划，一次只通知一个线程。可以使用两个 Condition 实例来做到这一点。