带你快速搞定java多线程(3)

一、锁的概念

先来聊聊这几个概念，总不能聊起来的时候啥也不知道，只知道干活也没有用。

公平锁：当线程A获取访问该对象，获取到锁后，此时内部存在一个计数器num+1，其他线程想访问该对象，就会进行排队等待(等待队列最前一个线程处于待唤醒状态)，直到线程A释放锁(num = 0)，此时会唤醒处于待唤醒状态的线程进行获取锁的操作，一直循环。如果线程A再次尝试获取该对象锁时，会检查该对象锁释放已经被占用，如果还是当前线程占用锁，则直接获得锁，不用进入排队。

非公平锁：当线程A在释放锁后，等待对象的线程会进行资源竞争，竞争成功的线程将获取该锁，其他线程继续睡眠。

公平锁是严格的以FIFO的方式进行锁的竞争，但是非公平锁是无序的锁竞争，刚释放锁的线程很大程度上能比较快的获取到锁，队列中的线程只能等待，所以非公平锁可能会有“饥饿”的问题。但是重复的锁获取能减小线程之间的切换，而公平锁则是严格的线程切换，这样对操作系统的影响是比较大的，所以非公平锁的吞吐量是大于公平锁的，这也是为什么JDK将非公平锁作为默认的实现。

悲观锁：总是假设最坏的情况，每次想要使用数据的时候就恰好别人也要修改数据，一切是以安全第一，所以在每次操作资源的时候都会先加锁，不管有没有人抢，然后独占资源。Java中synchronized和ReentrantLock等独占锁就是悲观锁思想的实现

乐观锁：乐观锁和悲观锁刚好相反，假定自己使用资源的时候没有人抢，所以不需要上锁。乐观锁的实现方案一般来说有两种：版本号机制和 CAS实现。下期可能会讲。

在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的。

二、synchronized 的使用方式

场景	具体分类	锁对象	代码示例
修饰方法	实例方法	当前实例对象	public synchronized void method () { ... }
...	静态方法	当前类的Class对象	public static synchronized void method () { ... }
修饰代码块	代码块	( )中配置的对象	synchronized(object) { ... }

三、synchronized 的实现原理列

想知道原来先去底层看下，看看字节码是什么样子的，let's go!

  private static Object lock = new Object();
  public static synchronized void testSyn() {
      System.out.println("香菜");
  }
  public synchronized void testSyn2() {
      System.out.println("香菜");
  }
  public static void testObj() {
      synchronized (lock) {
          System.out.println("香菜");
      }
  }

看下字节码：

可以看到synchronized 的地方使用的是monitorenter指令，每个对象都和一个monitor对象关联，主要用来控制互斥资源的访问，如果你想要加锁必须先获得monitor的批准，如果现在正有线程访问，会把申请的线程加入到等待队列。

小结

1、无论synchronized关键字加在方法上还是对象上，如果它作用的对象是非静态的，则它取得的锁是对象；如果synchronized作用的对象是一个静态方法或一个类，则它取得的锁是对class对象的锁，该类所有的对象同一把锁。2、每个对象只有一个锁（lock）与之相关联，谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。

3、实现同步是要很大的系统开销作为代价的，甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制，避免做嵌套synchronized 的使用。

4、synchronized 要尽量控制范围，不能范围太大，否则会损失系统性能。

四、线程池是什么

线程池就是一个对象持有一堆线程，举个例子就是饿了么养的骑手团队。线程池就是这个团队，每个骑手都是一个线程。

五、为什么要用线程池？

假如现在商家有外卖单子，需要骑手去送单，这个时候的外卖任务就会派单给骑手，为什么要用线程池呐？

有几个好处，第一就是骑手的招聘是有成本的，等你有了外卖订单再去招聘，来不及了，不如平常养一些骑手，线程的创建和销毁的开销是巨大的。

第二就是不能一个单子来了就来一个骑手，这样的话骑手的数量很难控制，对于派单来说也存在很大的压力，会造成整个骑手团队的崩溃，对应的就是可以通过线程池控制系统内的线程数量，有效的避免大量的线程池争夺CPU资源而造成堵塞。

第三如果养了一个骑手团队，这样在骑手的管理上可以规范，以便提供更好的外卖服务，比如这种外卖超时，骑手打星等。对比线程池就是线程池可以提供定时、定期、单线程、并发数控制等功能。

六、看下类图，从整体上理解下

七、线程池的创建

线程池主要使用的四种

固定数量的线程池（FixedThreadPool）

定时线程池（ScheduledThreadPool ）

可缓存线程池（CachedThreadPool）

单线程化线程池（SingleThreadExecutor）

八、线程池核心参数说明

首先看下如何构造一个线程池

  public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
      return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                                    threadFactory);
      public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                            int maximumPoolSize,
                            long keepAliveTime,
                            TimeUnit unit,
                            BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                            ThreadFactory threadFactory,
                            RejectedExecutionHandler handler)

核心参数说明：

九、几个疑问点

9.1、是怎么保证线程不销毁的？

核心线程会阻塞等待workQueue

9.2 提交任务有哪几种方式？

9.3 拒绝策略都有哪些？

拒绝策略（handler）当线程池的线程数达到最大线程数时，需要执行拒绝策略。拒绝策略需要实现RejectedExecutionHandler接口，并实现rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor)方法。不过Executors框架已经为我们实现了4种拒绝策略：

AbortPolicy（默认）：丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。

CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务。

DiscardPolicy：丢弃任务，但是不抛出异常。可以配合这种模式进行自定义的处理方式。

DiscardOldestPolicy：丢弃队列最早的未处理任务，然后重新尝试执行任务。

9.4 线程池的关闭

关闭线程池可以调用shutdownNow和shutdown两个方法来实现

shutdownNow：对正在执行的任务全部发出interrupt()，停止执行，对还未开始执行的任务全部取消，并且返回还没开始的任务列表。

shutdown：当我们调用shutdown后，线程池将不再接受新的任务，但也不会去强制终止已经提交或者正在执行中的任务。

9.5 初始化线程池时线程数的选择

如果任务是IO密集型，一般线程数需要设置2倍CPU数以上，以此来尽量利用CPU资源。

如果任务是CPU密集型，一般线程数量只需要设置CPU数加1即可，更多的线程数也只能增加上下文切换，不能增加CPU利用率。

具体问题具体分析。

十、总结

线程池是项目中常用的，需要理解线程池的应用场景和构造函数，正确的使用线程池。

本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注自学编程网的更多内容！

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