java基礎及多線程

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1.多線程

　　1.1.進程與線程

? 　　　　進程就是一個運行中的程式。

? 　　　　一個進程中可以有多個線程，線程是CPU調度和指派的基本單位。我們可以理解為線程就是程式運行中的一條路徑。

　　1.2.多線程的建立及使用

　　　　1.2.1.建立

　　　　　　自訂一個類繼承Thread類或實現Runnable介面

　　　　1.2.2：兩種建立多線程的區別

　　　　　　　　繼承Thread類：Thread()或Thread(String name) 多個線程分別完成自己的任務

　　　　　　　　實現Runnable介面：Thread(Runnable target) 或Thread(Runnable target, String name) 是多個線程共同完成一個任務

　　　　1.2.3：線程的啟動

? 　　　　　　兩種建立方式都是調用Thread對象的start()方法。當調用start()方法時，CPU會開啟一條新線程，並在新線程上執行run()方法。

　　　　1.2.4：線程常用方法

?　　　　　　 currentThread：靜態方法，用來擷取當前線程

? 　　　　　　getName、setName：用來擷取、設定當前線程的名字

? 　　　　　　sleep：控制線程休眠，單位為毫秒

? 　　　　　　setDaemon：將線程設定為守護線程。線程預設是非守護線程，守護線程不能單獨執行。

? 　　　　　　join：當前線程暫停，等待加入的線程運行結束，當前線程繼續執行。

　　1.3：線程的同步：

? 　　　　　　同步代碼塊synchronized(鎖對象){需要同步的代碼...}形式將訪問資料的代碼鎖住，在同步代碼塊中的內容同一時間內只能一個線程執行。

　　　　  　  方法鎖：如：public synchronized void testSyn(){}。同步非靜態方法使用this作為鎖，靜態方法使用的是類對象本身

　　1.4：線程的生命週期：

　　　　　　1.建立狀態(New)：用new語句建立的線程對象處於建立狀態，此時它和其它的java對象一樣，僅僅在堆中被分配了記憶體 
　　　　　　2.就緒狀態(Runnable)：當一個線程建立了以後，其他的線程調用了它的start()方法，該線程就進入了就緒狀態。處於這個狀態的 線程位於可運行池中，等待獲得CPU的使用權 
　　　　　　3.運行狀態(Running)： 處於這個狀態的線程佔用CPU,執行程式的代碼 
　　　　　　4.阻塞狀態(Blocked)： 當線程處於阻塞狀態時，java虛擬機器不會給線程分配CPU，直到線程重新進入就緒狀態，它才有機會轉到 運行狀態。 
　　　　　　　　阻塞狀態分為三種情況： 
　　　　　　　　　　1)、 位於對象等待池中的阻塞狀態：當線程運行時，如果執行了某個對象的wait()方法，java虛擬機器就回把線程放到這個對象的等待池中 
　　　　　　　　　　2)、 位於對象鎖中的阻塞狀態，當線程處於運行狀態時，試圖獲得某個對象的同步鎖時，如果該對象的同步鎖已經被其他的線程佔用，JVM就會把這個線程放到這個對象的瑣池中。 

　　　　　　　　　　3)、 其它的阻塞狀態：當前線程執行了sleep()方法，或者調用了其它線程的join()方法，或者發出了I/O請求時，就會進入這個狀態中。

　　1.:5：多線程間的通訊：

　　　　　　在同步代碼中可以使用鎖對象的wait()方法讓當前線程等待

　　　　　　使用鎖對象的notify()方法可以將正在等待的線程喚醒

? 　　　　　  如果多個線程都在等待，notify()喚醒隨機1個

　　　　　　?notifyAll()方法可以喚醒所有在等待的線程

 

2.鎖機制

　　

 

3.記憶體的的可見度：

　　3.1.共用變數線上程間的可見度

　　　　共用變數：如果一個變數在多個線程的工作記憶體中都存在副本，那麼這個變數就是這幾個線程的共用變數。

　　　　可見度：一個線程對共用變數值的修改，能夠及時地被其他線程看到。

　　　　Java記憶體模型（JMM：Java Memory Model(）：描述了java程式中各種變數的訪問規則，以及在jvm中將變數儲存到記憶體和從記憶體中讀取變數這樣的底層細節。

　　　　　　所有的變數都儲存在主線程中

　　　　　　每個線程都有自己獨立的工作記憶體，裡面儲存該線程使用的變數的副本（主記憶體中該變數的一份拷貝）

　　　　　　

　　　　　　特點：1.線程對共用變數的所有操作都必須在自己的工作記憶體中進行，不能直接從主記憶體中讀寫

　　　　　　   　　2.不同線程之間無法直接存取其他線程工作記憶體中的變數，線程間變數值的傳遞需要通過主記憶體來完成。

　　2.2.java語言層面支援的可見度實現方式（synchronized、volatile）：　

　　　　3.2.1：指令重排序：代碼書寫的順序與實際執行的順序不同，指令的重排序是編譯器或處理器為了提高程式效能而做的最佳化　　　

　　　　　　2.1：編譯器最佳化的重排序（編譯器最佳化）

　　　　　　2.2：指令級並行重排序（處理器最佳化）

　　　　　　2.3：記憶體系統的重排序（處理器最佳化）

　　　　3.2：as-if-serial語義：無論如何重排序，程式執行的結果應該與代碼順序執行的結果一致

　　　　　　 1. jvm編譯器，運行時和處理器都會保證java在單線程下遵循as-if-serial語義

　　　　　　 2.

　　

　　　　3.2.3：synchronized實現可見度

　　　　　　3.2.3.1：特性：原子性、可見度

　　　　　　3.2.3.2：線程解鎖前，必須把共用變數的最新值重新整理到主記憶體中，線程加鎖時，將清空工作記憶體中共用變數的值

　　　　　　3.2.3.3：線程執行互斥代碼過程：

　　　　　　　　1.擷取互斥鎖；

　　　　　　　　2.清空工作記憶體；

　　　　　　　　3.從主記憶體拷貝變數的最新副本到工作記憶體；

　　　　　　　　4.執行代碼；

　　　　　　　　5把共用變數的最新值重新整理到主記憶體中；

　　　　　　　　6釋放互斥鎖

 

　　　　3.2.4：volatile實現可見度

　　　　　　指令重排序

　　　　　　

　　　　　　volatile使用注意事項

　　　　　　synchronized與volatile

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