多線程編程核心技術總結
1.Java多線程基本技能
1.1進程和線程的概念：
進程是獨立的程序，線程是在進程中獨立運行的子任務。
1.2使用多線程
1.2.1實現方法：繼承Thread類，重寫Runnable接口。
1.2.2線程安全問題：並發修改公共的實例變量，i++，i--
1.3線程Thread類的一些方法：
currentThread() 放回代碼段正在被那個線程調用
isAlive() 判斷線程是否處於活動狀態
sleep() 使得當前線程退出CPU片段，等待獲取鎖
1.4停止線程
1.4.1使用interrupt()方法不是使線程馬上停止執行，而是打了個暫停的標記。
this.interrupted():測試當前線程是否已經中斷，this.isInterrupted():測試當前線程是否已經中斷。
1.4.2停止線程常用方法--異常法（拋出異常）
1.4.3 在sleep()時，去interrupted。
1.4.4 yield()方法的作用是放棄當前的CPU資源，放棄多長時間不確定，立即加入到CPU的競爭中。
1.5線程優先級
優先級從1—10不等，設置用setPriority()方法，但是優先級具有隨機性，優先級高的不一定先執行。
1.6守護線程
Java線程有兩種，一種是守護線程（Daemon）另一是用戶線程，垃圾回收線程就是典型的守護線程。守護線程為其它線程的運行提供便利，當其他線程都結束時，守護線程才與JVM一同結束工作。
2.對象及變量的並發訪問
線程安全問題出現在“實例變量”中，如果是方法內部的私有變量，則不存在線程安全問題。
2.1synchronized同步方法
(1)Synchronized獲得對象鎖，那個線程先執行帶synchronized關鍵字的方法；那個線程就持有該方法所屬對象的鎖，其它訪問同一對象的線程就只能等待；
(2)只有共享資源的讀寫才需要做同步化；
(3)A線程先持有object對象的鎖，B線程可以以異步的方式調用object對象的非synchronized方法。
A線程先持有object對象的鎖，B線程如果調用object對象的synchronized方法，則需要等待，即同步。
(4) synchronized鎖重入：synchronized方法內部調用本類其它的synchronized方法時，是永遠可以得到鎖的。
(5) 出現異常，鎖自動釋放。同步不具有繼承性。
2.2 synchronized同步語句塊
Synchronized方法是對當前對象進行加鎖，而synchronized代碼塊是對某一個對象加鎖。Synchronized方法效率太低，synchronized代碼塊更加細粒化
（1）synchronized同步方法
1）對其他同一對象的synchronized方法或synchronized(this)同步代碼塊呈阻塞狀態。
2）同一時間只有一個線程可以執行synchronized同步方法中的代碼
（2）synchronized(this)同步代碼塊
1）對其他同一對象的synchronized方法或synchronized(this)同步代碼塊呈阻塞狀態。
2）同一時間只有一個線程可以執行synchronized(this)同步代碼塊中的代碼
（3）synchronized(對象x)同步代碼塊
1）在多個線程持有“對象監視器”為同一個對象的前提下，同一時間只有一個線程可以執行synchronized(對象x)同步代碼塊；
2）持有“對象監視器”為同一個對象的前提下，同一時間只有一個線程可以執行synchronized(對象x)同步代碼塊。
對象監視器必須是同一個對象才是同步的，否則是異步調用。
(4)靜態同步Synchronized方法與Synchronized(class)代碼塊
Synchronized關鍵字用於static方法上時，如果這樣寫，那是對當前類進行加鎖與Synchronized(class)代碼塊作用一致。Synchronized關鍵字用於非static方法上時，如果這樣寫，那是對當前類的對象進行加鎖。
(5)多線程死鎖：比如兩個對象持有對象鎖，在同步方法（或者塊）內部同時請求另一個對象的對象鎖。
(6)只要對象不變，即使對象屬性被改變，運行的結果還是同步的。
2.3 volatile修飾屬性
(1) volatile強制從公共堆棧中取得變量的值，而不是從線程私有數據棧取得變量值。
(2) volatile與synchronized關鍵字比較
1）volatile是線程同步的輕量級實現，其性能肯定比synchronized要好，並且volatile只能修飾變量，而synchronized可修飾方法、代碼塊。
2)多線程訪問volatile不會發生阻塞，而synchronized會出現阻塞。
3) volatile保證數據的可見性，不保證原子性；而synchronized既可以保證原子性也間接保證可見性。
4) volatile解決變量在多線程之間的可見性，而synchronized解決的是多線程之間訪問資源的同步性。線程安全包括原子性和可見性。
線程工作內存中： read (load use asign) store write 括號中的三步非原子性。
(3)synchronized可以保證同一時刻，只有一個線程可以執行某一個方法或某一個代碼塊。包括兩個特征：互斥性和可見性。同步synchronized不僅可以解決一個線程看到對象處於不一致狀態，還可以保證進入同步方法或者同步代碼塊的每個線程，都看到由同一個鎖保護之前所有的修改效果。
3.線程間通信
3.1等待通知機制的實現
（1）Wait()/notify()/notifyAll()都是Object類的方法。調用這些方法之前需先獲得對象鎖。調用wait()方法的線程將會在該代碼行處停止且釋放鎖，進入“預執行隊列”被喚醒之后才有機會獲取鎖。執行Notify（）方法的線程不會釋放鎖，隨機喚醒一個正在等待“共享資源”的線程，如果一個阻塞的共享資源的線程都沒有，則忽略。notifyAll（）喚醒全部的，等本線程退出CPU，這些線程去爭搶鎖。
（2）每個鎖對象都有兩個隊列，一個是就緒隊列（可運行），一個是阻塞隊列（要喚醒之后才是可運行）。
（3）sleep方法不釋放鎖。遇到異常會釋放鎖。
（4）wait(long)等待long時間，如果沒有其他線程來喚醒它，自動喚醒。使用wait和notify時要注意wait條件發生變化，容易造成程序邏輯混亂。
（5）生產者、消費者模式實現：生產者中Value值不為空，則lock.wait()；否則進行設置值的操作，然后lock.notify()喚醒消費者。消費者中value為空，則lock.wait()，否則進行取值操作，然后lock.notify()喚醒生產者。
多生產-單消費：使用notify會造成假死，使用notifyAll來解決。
（6）通過管道流來進行線程間通信，PipedInputStream，PipedOutputStream，PipedReader和PipedWriter。最后outputStream.connect(inputStream)
3.2方法join的使用
（1）方法join是使所屬的線程對象x執行run方法的任務，而使當前線程z進行無限期的阻塞，等待線程銷毀后在繼續執行z后面的代碼。Join過程中，如果當前線程被中斷，則出現異常。
（2）join（long）內部是使用wait來實現的，所以會釋放鎖。Sleep卻不會。
3.3類ThreadLocal的使用
（1）這個類解決每個線程都有自己的共享變量的問題。
ThreadLocal t=new ThreadLocal(); 這個對象有get()、set()方法。解決的是變量在不同線程間的隔離性。也就是不同線程可以有自己的值，並放在ThreadLocal中保存。
（2）InheritableThreadLocal類，可以在子線程中取得父線程繼承下來的值。
4.Lock的使用
4.1 ReentrantLock類，目的是為了實現同步異步，比synchronized更加靈活。
（1）首先 Lock lock =new ReentrantLock(); 然后在需要同步的方法中的首行使用lock.lock()，方法的結束行使用lock.unlock()。效果和使用synchronized關鍵字一樣。當然也可以去鎖一部分代碼塊。
（2）Condition對象實現指定線程的等待、通知，相當於wait和notify升級版。Synchronized相當於只有一個condition對象。
首先 Lock lock =new ReentrantLock();
Condition condition=new Condition();
在方法中先調用lock.lock()獲得同步監視器（否則報異常），然后用condition.await()來讓這個線程進入阻塞隊列。
（3）使用Condition實現等待通知
conditionA.await()進入阻塞，conditionA.signal()喚醒指定的這個線程。
signalAll()相當於notifyAll。
（4）使用多個Condition實現通知部分線程
Condition conditionA=new Condition();
Condition conditionB=new Condition();
conditionA.await()只有conditionA.signal(All)可以喚醒
（5）也可以實現生產者消費者模式，lock.lock()和signall方法。
（6）公平鎖：線程獲取的順序是按照線程加鎖的順序來分配的，先來先得。非公平鎖，采用搶占機制，隨機獲得鎖。reentranLock類默認情況使用的是非公平鎖。
（7）int getHoldCount()返回當前線程調用lock()方法的次數。
（8）int getQueueLength()返回正在等待獲取此鎖定的線程估計數。
（9）int getWaitQueueLength(Condition condition )返回等待此鎖定相關的給定條件condition的線程估計數。
（10）boolean hasQueuedThread(thread) 查詢指定線程是否在等待此鎖，
方法boolean hasWaiters(Condition condition) 作用是查詢是否有線程正在等待與此鎖定有關的condition條件。
（11）可使用多個Condition對象實現業務的順序執行。交替鏈接喚醒。
A方法中 conditionA.await()---conditionB.signalAll--
B方法中 conditionB.await()---conditionC.signalAll--
C方法中 conditionC.await()---conditionA.signalAll--
4.2ReentrantReadWriteLock類
讀鎖是共享鎖，寫鎖是排他鎖，讀讀共享是異步的，寫讀、寫寫都是互斥的同步的。
（1）ReentrantReadWriteLock類實現讀讀共享
ReentrantReadWriteLock lock=new ReentrantReadWriteLock();
lock.readLock().lock();
……代碼段
lock.readLock().unlock()
是異步的
（2）ReentrantReadWriteLock類實現寫寫互斥
ReentrantReadWriteLock lock=new ReentrantReadWriteLock();
lock.WriteLock().lock();
……代碼段
lock.WriteLock().unlock()
是同步的
（3）ReentrantReadWriteLock類實現讀寫互斥
ReentrantReadWriteLock lock=new ReentrantReadWriteLock();
方法1
lock.readLock().lock();
……代碼段
lock.readLock().unlock()
方法2
lock.WriteLock().lock();
……代碼段
lock.WriteLock().unlock()
兩個方法是互斥的。
5.單例模式與多線程
（1）立即加載/餓漢模式
立即加載是在使用類的時候對象就已經創建完畢，常見的實現辦法就是new實例化。
Public class MyObject{
private static MyObject myObject=new MyObject();
private MyObject(){
}
public static MyObject getInstance(){
Return myObject
}
}
(2)延遲加載/懶漢模式
在調用getInstance()方法時實例才被創建，在方法中實例化對象。
Public class MyObject{
private static MyObject myObject;
private MyObject(){
}
public static MyObject getInstance(){
if（myObject!=null）{
}else{
myObject=new MyObject();
}
return myObject
}
}
懶漢模式在多線程環境下容易出錯，無法保持單例。
解決方案：
1.方法聲明synchronized-但是效率低下
2.同步代碼塊—（全部方法）效率低，（關鍵語句）無法單例。
3.同步代碼塊，使用DCL雙檢測，多數采用這種方式。即是說在內部關鍵方法里再判斷一次。
Public class MyObject{
Valotile private static MyObject myObject;
Public static MyObject getInstance(){
if（myObject!=null）{
}else{
Thread.sleep(3000);
Synchronized(MyObject.class){
If(myObject==null){
myObject=new MyObject();
}
}
}
return myObject
}
}
4.static代碼塊實現單例模式
利用靜態代碼塊在使用類時就已經執行的特點。