JUC介绍--狂神视频笔记

先建maven项目，JDK8

学习方式：源码，官方文档

什么的JUC java util concurrent

就是这三个包

java.util.concurrent
java.util.concurrent.atomic
java.util.concurrent.locks

thread只是一个普通的线程类

runnable 没有返回值，效率比callable低，所以更多用callable

线程和进程 ，必须要用一句话总结出

自己：进程是资源分配的基本单位，程序获得CPU分配的资源后才能执行。线程是资源调度的管理者。

狂神：进程是一个程序，一个进程包含多个线程，Java默认有两个线程(main, GC)

55533.png" alt=“image-20220324161655533” style=“zoom:67%;” />

Java开启线程的方式：runnable ，thread，callable

但是Java无法真正的开启线程

    public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name,
                  long stackSize) {
        init(group, target, name, stackSize);
    }
	public synchronized void start(){
        group.add();
                boolean started = false;
        try {
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                
            }
        }
    }
//调用本地方法，所以说明Java没有开启线程的能力，调用底层的C++，Java无法控制硬件
    private native void start0();
    } 

并发和并行的区别

并发：多线程操作同一个资源，单核CPU,进程切换，快速交替

并行：多个人一起走，多核CPU，多个线程可以同时运行，线程池

通过代码查看多核Runtime,输出12个

    public static void main(String[] args) {
   System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
    }

CPU密集型，IO密集型是什么

并发编程的本质：重复利用CPU资源

回顾多线程 线程有几个状态;

我：运行态、阻塞态、并行态、

狂：6个

    public enum State {
        
        NEW,
        
        RUNNABLE,
        
        BLOCKED,
        
        WAITING,
        
        TIMED_WAITING,
        
        TERMINATED;
    }

wait方法和spleep区别

wait占用问题， 锁的问题

wait来自Object类， sleep来自thread类（企业不会用，企业用 TimeUnit->归属于JUC的Concurrent)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ipuWfTKn-1648363882191)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220324164322519.png)]

锁的释放，wait释放锁，sleep抱着锁睡使用范围不同，wait 必须在同步代码块中 sleep可以在任何地方使用，，，，，是否需要捕获异常;wait会中断异常， sleep要捕获（写代码爆红）

Lock锁 Synchronized锁

狂神说有人写多线程方式是这样的，我是， 继承runnable方法，重写run，new一个新的线程

线程就是一个单独的资源类，没有任何的附属操作

实现接口就不是OOP了，耦合性极高

	public static void main(String[] args){
        new Thread;
    }
	class MyThread implements Runnable{
        @Override
        public void run(){
            
        }
    }

函数式接口， 匿名内部类， JDK1.8后简化为lambda表达式 (方法参数 )->{ 代码}

并发解耦

	public static void main(String[] args){
        Ticket ticket = new Ticket();
        new Thread(()->{ticket.sale();}, "A").start();
        new Thread(()->{ticket.sale();}, "B").start();
        new Thread(()->{ticket.sale();}, "C").start();
    }

多个线程用一个资源会发生争抢的现象。

解决：加Sychronized锁，避免争抢。

lock是接口，有3个实现类，可重入锁，读锁，写锁

公平锁：先来后到，

非公平锁：可以插队，防止饥饿，默认

    public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
    }

如何使用：try业务代码, catch, fanally解锁

Lock三部曲：

new ReentantLock();代码块加锁 Lock.lock();finally解锁

labmda表达式写锁

Synchronized 和Lock的区别 重要

Synchronized是内置的java关键字， Lock是一个Java类Synchronized无法判断获取锁的状态， Lock可以判断是否获取到了锁Synchronized会自动释放锁， Lock手动释放。如果不释放，死锁。Synchronized线程不会争抢，线程1不释放，线程2 就一直等待， Lock不会一直等待。Synchronized可重入锁，不可以中断，非公平， Lock可重入，可判断，默认非公平的，但是可以自己设置。Synchronized适合锁少量的代码同步问题， Lock适合所大量的同步代码。

所以锁是什么，如何判断锁的是谁？ 传统的生产者消费者问题，防止虚假唤醒 Synchronized 的 wait notify版本

线程中的通信问题：生产者消费者，线程交替执行操作同一个变量，即通知和等待唤醒

等待，业务逻辑，通知

  public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data();
      //不要显示创建线程池，用线程池创建线程
      //https://blog.csdn.net/luxing205/article/details/114639313
        new Thread(()->{for(int i = 0; i < 10; i++){
        try {
            data.decrement();
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        }
        }, "B").start();
    } 

public class Data{
        private int number = 0;
        public synchronized void increment(){
            //if判断只会判断一次，所以有两个线程进来的时候会发生问题
            if (number != 0){
                //等待
                this.wait();
            }
            number++;
            //通知其他线程
            this.notifyAll();
        }
        public synchronized void decrement(){
            if (number == 0){
            }
            number--;
        }
    }

面试基本问题：单例模式，排序算法，生产者消费者，死锁

上述代码4个线程还安全吗？

防止虚假唤醒问题，改为while判断

            //if判断只会判断一次，所以有两个线程进来的时候会发生问题
            while (number != 0){
                //等待
                this.wait();
            }

JUC版的LOCK 生产者消费者问题

Synchronized: wait, notify
Lock: await, signal

通过Lock找到Condition，lock接管了synchronized, condition取代了对象监视器方法的使用

    public static class Data{
        private int number = 0;
        Lock lock = new ReentrantLock();
        Condition condition = lock.newCondition();
        public void increment() throws InterruptedException {
            lock.lock();
             try {
                 //业务：判断->执行->通知
                 while (number != 0){
                     condition.await();
                     condition.signalAll();
                 }
                 number++;
             }catch (Exception e){
                 e.printStackTrace();
             }finally {
                 lock.unlock();
             }
        }

任何一个新的技术，绝对不是仅仅覆盖原来的技术，一定有优势。

Condition可以精准的唤醒和通知线程

Condition实现精准的唤醒和通知线程

同步监视器：

精准唤醒：

8锁现象 就是关于锁的8个问题

学习方法：费曼学习法，学习兴趣，学习态度

什么是锁，锁的是谁

锁是new出来的， 而对象是由Class模板new出来

public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
        //不是由于先调用，而且先调用不代表先执行，而是锁的作用
        new Thread(()->{
            phone.sendSms();
        },"A").start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(()->{
            phone.call();
        },"B").start();
    }
    public static class Phone{
        public synchronized void sendSms(){
            System.out.println("sendSms");
        }
        public synchronized void call(){
            System.out.println("call");
        }
    }

由于这两个方法用的phone这个同一把锁，谁先拿到谁先执行。

加上TimeUnit.SECONDS.sleep(4)延迟和hello方法不加锁可以影响打印顺序

没有锁就不是同步方法，不受锁的影响。

synchronized锁的对象是方法的调用者

 public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
        //不是由于先调用，而且先调用不代表先执行，而是锁的作用
        new Thread(()->{
            phone.sendSms();
        },"A").start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(()->{
            phone.hello();
        },"B").start();
    }
    static class Phone{
        public synchronized void sendSms(){
            try {
                //是这里的休眠影响了时间，所以在这里要搞清锁的是谁
                TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("sendSms");
        }
        public synchronized void call(){
            System.out.println("call");
        }
        public void hello(){
            System.out.println("hello");
        }
    }

增加两个静态的同步方法

静态方法与普通方法的区别：先执行静态方法（static类一加载就有了) + synchronized

先执行它

        public static synchronized void sendSms(){
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("sendSms");
        }

小结：

new this 具体的一个对象

class 具体的模板

​ Q：既然不占用CPU为什么占用内存，难道是在后台偷偷运行？

读取速度：

CPU -> 内存 -> SSD -> 磁盘 -> 网络
纳秒 -> 微秒 -> 毫秒 -> 毫秒 -> 秒

那哪些软件会主动存到磁盘？为什么选择存在磁盘？

集合类不安全 CopyonWriteArrayList 写入时复制

COW计算机程序设计领域的一种优化策略。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vPLsTtXS-1648363882195)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220324224118807.png)]

单线程的代码永远是安全的

List多线程下不安全：

//随机字符串
list.add(UUID.randomUUID().toString().subString(0,5));

如何解决？即并发安全

List list = new Vector<>(),不好 list并发下不安全Arrays -> Collections.synchronzedList(new ArrayList<>());List list = new CopyOnWriteArrayList<>()；

一定要自己动手！

读CopyOnWriteArrayList源码

list.foreach里面有哪些参数，四大函数式接口 CopyonWriteArraySet HashSet

BlockingQueue: 阻塞队列

不安全set 初始：又出现ConcurrentModificationException

解决措施：

工具类写法：Set set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());JUC写法：Set set = new CopyOnWriteArraySet<>();

HashSet的底层：就是hashmap

key是无法重复的

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hH0efzx7-1648363882197)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220324225656156.png)]

IO类，集合类，常用类 ConcurrentHashMap

HashMap也是不安全的 并发异常

map是这样用的吗，默认等价于什么？

Map map = new HashMap<>();

加载因子loadFactor=0.75，初始化容量initialCapacity why???

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Wp5nVtBP-1648363882198)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220324230006824.png)]

看HashMap源码！！！

有问题：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-W4xixEhb-1648363882199)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220324231022517.png)]

synchronized

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8d228Kw6-1648363882200)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220324231221044.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8W5Wx2sa-1648363882200)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220324231358310.png)]

解决：

Map map = new ConcurrentHashMap<>();

研究ConcurrentHashMap原理！

Callable 可以返回结果和抛出异常，类似于similar

@FunctionalInterface
public interface cllable{
    V call() throws Exception;
}
    public static class MyThread implements Callable{
        @Override
        public Integer call() throws Exception {
            return 1024;
        }
    }

不要用runnalbe，因为他没有返回值

implements Callable

//new Thread(new Runnable()).start();
//new Thread(new FutureTask()).start();
//new Thread(new FutureTask(Callable)).start();
应用：
    new Thread.start();
	MyThread thread = new MyThread();
	FutureTask futureTask = new FutureTask(thread); // implements Callable
	new Thread(futureTask, "A").start();
	Integer o = (Integer)futureTask.get();

阿里巴巴规范

分析：

JDK线程池框架继承关系：

线程池构造类ThreadPoolExecutor实现方法

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                     	  RejectedExecutionHandler handler) { ... ... }

JDK自带的工具类可以创建的线程池种类

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gjLKDfKe-1648363882201)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220325095237983.png)]

引java.util的包 https://juejin.cn/post/6844904074668670984

三大常用辅助类，高并发 CountDownLatch 计数器

减法计数器

两个方法：

CountDownLatch.countDown() 数量-1

CountDownLatch.await 等待计数器归零再向下执行， 防止有些数据未操作完

每次有线程调用CountDownLatch()数量-1 ，假设计数器变为0， CountDownLatch.await()就会被唤醒，继续执行。

CyclicBarrier 加法，等待达到数量才会执行

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gwOf4toj-1648363882203)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220325110743674.png)]

<=7代表永远达不到8，就不会开启新的线程

Semaphore ，信号量 并发

有个acquire()，假设资源已经满了就等待释放， release方法，信号量释放+1，等待唤醒线程

计数信号量。 从概念上讲，信号量维护一组许可。 如有必要，每个 acquire() 都会阻塞，直到获得许可，然后再接受它。 每个 release() 添加一个许可，可能会释放一个阻塞的获取者。 但是，没有使用实际的许可对象； Semaphore 只是对可用数量进行计数并采取相应措施。

Semaphores are often used to restrict the number of threads than can access some (physical or logical) resource.

抢车位：6个车3个位置，轮流等待车位，用于限流，控制线程最大数，保证高可用。

并发思想大多与操作系统有关

ReadwriteLock 读写锁是ReEntrantLock的更加细粒度

ReentrantReadLock读锁独占 reentrantWriteLock 写锁共享，多个线程同时占有

只有一个接口 reentrantlock 都可以被多线程读，写只能被一个线程写

volatile 保证原子性

private vlatile map map = new HashMap<>();
map.put写
map.get读

阻塞队列 队列FIFO

ElasticSearch

不得不阻塞：Input读，队列满了，阻塞等待，队列空了，等待生产，阻塞等待

ArrayBlockingQueue, linkedBlockingQueue

java中的list和set是什么，父：Collection ->Queue -> BlockingQueue，Abstract(非阻塞)，Deque ->Array,linked, , 双端队列是一种具有队列和栈性质的抽象数据类型。 双端队列中的元素可以从两端弹出，插入和删除操作限定在队列的两邊进行。

什么情况需要用到阻塞队列：

多线程，线程池的挂起等待，多线程并发处理，线程池

BlockingQueue的四组API

抛出异常不会抛出异常阻塞等待超时等待

方式	抛出异常	不会抛出异常	阻塞等待	超时退出
添加	add	offer	put	offer(timeout)
移除	remove	poll空参	take	poll(timeout)
检测队首元素	element	peek

//队列的大小一定要写
ArrayBlockingQueue b = new ArrayBlockingQueue<>(3);

2.不抛出异常，返回布尔值

SychronousQueue同步队列

隶属于BlockingQueue，不存储元素，没有容量，必须等待取出后才能放，即容量为1

new两个线程，一个负责

线程池 三大方法、七大参数、4种拒绝策略 池化技术 事先准备好一些资源，有需要就给

程序的运行本质就是利用系统资源去完成任务，所以需要优化CPU资源的实验

线程池、JDBC连接池、内存池、对象池 需要设置核心参数

线程池的好处：降低资源的消耗、提高响应速度、方便管理

即 线程复用、控制最大并发数、管理线程

Executors

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-I8JFfJ5g-1648363882203)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220325171243391.png)]

三大方法：Single:单一线程， Fixed:固定的数量，Cached:容量可伸缩 七大参数

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,//超时释放
                              TimeUnit unit, //超时单位
                              BlockingQueue workQueue,//阻塞队列
                              ThreadFactory threadFactory,//线程工厂，创建线程，一般不用动
                              RejectedExecutionHandler handler//拒绝策略) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

阿里巴巴规范

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hruPWlcK-1648363882204)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220325173322451.png)]

手动创建线程池

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Hvviqhgm-1648363882204)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220325175547980.png)]

DiscardOldestPolicy队列满了，尝试去和最早的竞争，不会抛出异常

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LwyIk8lG-1648363882205)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220325181458914.png)]

CPU密集型和IO密集型

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-te2Pk8DV-1648363882205)(C:Users86159AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220325204358011.png)]

    throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
    throw new NullPointerException();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.tonanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;

}

阿里巴巴规范

[外链图片转存中...(img-hruPWlcK-1648363882204)]

##### 手动创建线程池

[外链图片转存中...(img-Hvviqhgm-1648363882204)]

==DiscardOldestPolicy队列满了，尝试去和最早的竞争，不会抛出异常==

[外链图片转存中...(img-LwyIk8lG-1648363882205)]

#### CPU密集型和IO密集型

[外链图片转存中...(img-te2Pk8DV-1648363882205)]