什么是JUC
JUC是java.util.concurrent包的简称,在Java5.0添加,目的就是为了更好的支持高并发任务。让开发者进行多线程编程时减少竞争条件和死锁的问题!
是面试的高频考点
进程与线程
进程:
1.程序由指令和数据组成,但这些指令要运行,数据要读写,就必须将指令加载至 CPU,数据加载至内存。在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存、管理 IO 的
2.当一个程序被运行,从磁盘加载这个程序的代码至内存,这时就开启了一个进程。
3.进程就可以视为程序的一个实例。大部分程序可以同时运行多个实例进程(例如记事本、画图、浏览器等),也有的程序只能启动一个实例进程(例如网易云音乐、360 安全卫士等)
线程:
1.一个进程之内可以分为一到多个线程。
2.一个线程就是一个指令流,将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行
3.Java 中,线程作为最小调度单位,进程作为资源分配的最小单位。 在windows 中进程是不活动的,只是作为线程的容器
以QQ举例,QQ.exe启动就是一个进程的启动,你点击QQ的聊天就调用了QQ的一个线程,一个进程可以包含一个或多个线程,至少包含一个线程。
面试题:
Java默认有几个线程?
有两个线程,一个主线程(main),一个GC线程(垃圾回收)
Java 真的可以开启线程吗?
不能,java调用底层的C++,执行本地方法,详细如下
public synchronized void start() {
/**
* This method is not invoked for the main method thread or "system"
* group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
* to this method in the future may have to also be added to the VM.
*
* A zero status value corresponds to state "NEW".
*/
if (threadStatus != 0)
throw new IllegalThreadStateException();
/* Notify the group that this thread is about to be started
* so that it can be added to the group's list of threads
* and the group's unstarted count can be decremented. */
group.add(this);
boolean started = false;
try {
start0();
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
/* do nothing. If start0 threw a Throwable then
it will be passed up the call stack */
}
}
}
// 本地方法,底层的C++ ,Java 无法直接操作硬件
private native void start0();
并发与并行
并发编程:并发、并行
并发(多线程操作同一个资源)
- CPU 一核 ,模拟出来多条线程,天下武功,唯快不破,快速交替
并行(多个人一起行走)
- CPU 多核 ,多个线程可以同时执行; 线程池
并发编程的本质:充分利用CPU的资源
线程有几个状态
创建、运行、阻塞、等待、终止
public enum State {
// 创建
NEW,
// 运行
RUNNABLE,
// 阻塞
BLOCKED,
// 等待,死死地等
WAITING,
// 超时等待
TIMED_WAITING,
// 终止
TERMINATED;
}
线程中wait/sleep 区别
1、来自不同的类
wait => Object
sleep => Thread
2、关于锁的释放
wait => 会释放锁
sleep => 不会释放锁
sleep可以想成你睡觉的时候抱着锁睡着了,释放不了锁;wait只是在等待,是醒着的,可以释放锁
3、使用的范围是不同的
wait => 必须在同步代码块中使用
sleep => 可以在任何地方使用
JUC的结构
一、tools(工具类):又叫信号量三组工具类,包含有
1)CountDownLatch(闭锁) 是一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待
2)CyclicBarrier(栅栏) 之所以叫barrier,是因为是一个同步辅助类,允许一组线程互相等待,直到到达某个公共屏障点 ,并且在释放等待线程后可以重用。
3)Semaphore(信号量) 是一个计数信号量,它的本质是一个“共享锁“。信号量维护了一个信号量许可集。线程可以通过调用 acquire()来获取信号量的许可;当信号量中有可用的许可时,线程能获取该许可;否则线程必须等待,直到有可用的许可为止。 线程可以通过release()来释放它所持有的信号量许可。
二、executor(执行者):是Java里面线程池的顶级接口,但它只是一个执行线程的工具,真正的线程池接口是ExecutorService,里面包含的类有:
1)ScheduledExecutorService 解决那些需要任务重复执行的问题
2)ScheduledThreadPoolExecutor 周期性任务调度的类实现
三、atomic(原子性包):是JDK提供的一组原子操作类
包含有AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicIntegerArray等原子变量类,他们的实现原理大多是持有它们各自的对应的类型变量value,而且被volatile关键字修饰了。这样来保证每次一个线程要使用它都会拿到最新的值。
四、locks(锁包):是JDK提供的锁机制,相比synchronized关键字来进行同步锁,功能更加强大,它为锁提供了一个框架,该框架允许更灵活地使用锁包含的实现类有:
1)ReentrantLock 它是独占锁,是指只能被独自占领,即同一个时间点只能被一个线程锁获取到的锁。
2)ReentrantReadWriteLock 它包括子类ReadLock和WriteLock。ReadLock是共享锁,而WriteLock是独占锁。
3)LockSupport 它具备阻塞线程和解除阻塞线程的功能,并且不会引发死锁。
五、collections(集合类):主要是提供线程安全的集合, 比如:
1)ArrayList对应的高并发类是CopyOnWriteArrayList,
2)HashSet对应的高并发类是 CopyOnWriteArraySet,
3)HashMap对应的高并发类是ConcurrentHashMap等等
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