什么是JUC
在Java中，线程部分是一个重点，本篇文章说的JUC也是关于线程的。JUC就是java.util .concurrent工具包的简称。这是一个处理线程的工具包，JDK 1.5开始出现的。
进程与线程
进程
进程（Process） 是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。 在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。
线程
线程（thread） 是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。
总结
进程：指在系统中正在运行的一个应用程序；程序一旦运行就是进程；进程——资源分配的最小单位。
线程：系统分配处理器时间资源的基本单元，或者说进程之内独立执行的一个单元执行流。线程——程序执行的最小单位。
对于Java而言：Thread、Runnable、Callable
扩展:Java 真的可以开启线程吗？
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 */
}
}
}
// 调用本地方法区 调用c++方法，所以说java不能启动线程
private native void start0();
并发与并行
并发编程的本质：充分利用CPU的资源
并发
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
总结
并发：不同的代码块交替执行
并行：不同的代码块同时执行
线程状态
public enum State {
// 新生
NEW,
// 运行
RUNNABLE,
// 阻塞
BLOCKED,
// 等待，死死地等
WAITING,
// 超时等待
TIMED_WAITING,
// 终止
TERMINATED;
}
wait/sleep 区别
- 来自不同的类 wait => Object sleep => Thread
- 关于锁的释放 wait 会释放锁，sleep 睡觉了，抱着锁睡觉，不会释放！
- 使用的范围是不同的 wait 必须在同步代码块， sleep 可以再任何地方
- 是否需要捕获异常 wait 不需要捕获异常 sleep 必须要捕获异常
三 Lock锁（重点）
传统 Synchronized
package com.shu;
public class SaleTicketDemo01 {
public static void main(String[] args) {
// 并发：多线程操作同一个资源类, 把资源类丢入线程
Ticket ticket = new Ticket();
// @FunctionalInterface 函数式接口，jdk1.8 lambda表达式 (参数)->{ 代码 }
new Thread(()->{
for (int i = 1; i < 40 ; i++) {
ticket.sale();
}
},"A").start();
new Thread(()->{
for (int i = 1; i < 40 ; i++) {
ticket.sale();
}
},"B").start();
new Thread(()->{
for (int i = 1; i < 40 ; i++) {
ticket.sale();
}
},"C").start();
}
}
// 资源类 OOP
class Ticket {
// 属性、方法
private int number = 30;
// 卖票的方式
// synchronized 本质: 队列，锁
public synchronized void sale(){
if (number>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了第"+(number--)+"票,剩余："+number);
}
}
}
特性
- 原子性： 所谓原子性就是指一个操作或者多个操作，要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行，注意！面试时经常会问比较synchronized和volatile，它们俩特性上最大的区别就在于原子性，volatile不具备原子性。
- 可见性：可见性是指多个线程访问一个资源时，该资源的状态、值信息等对于其他线程都是可见的。
- 有序性： 有序性值程序执行的顺序按照代码先后执行。
- 可重入性： 通俗一点讲就是说一个线程拥有了锁仍然还可以重复申请锁。
Synchronized 底层原理
-
在理解锁实现原理之前先了解一下Java的对象头和Monitor(监控)，在JVM中，对象是分成三部分存在的：对象头、实例数据、对其填充。
-
实例数据和对其填充与synchronized无关，这里简单说一下（我也是阅读《深入理解Java虚拟机》学到的，读者可仔细阅读该书相关章节学习）。实例数据存放类的属性数据信息，包括父类的属性信息，如果是数组的实例部分还包括数组的长度，这部分内存按4字节对齐；对其填充不是必须部分，由于虚拟机要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，对齐填充仅仅是为了使字节对齐。
-
对象头是我们需要关注的重点，它是synchronized实现锁的基础，因为synchronized申请锁、上锁、释放锁都与对象头有关。对象头主要结构是由Mark Word 和 Class Metadata Address组成，其中Mark Word存储对象的hashCode、锁信息或分代年龄或GC标志等信息，Class Metadata Address是类型指针指向对象的类元数据，JVM通过该指针确定该对象是哪个类的实例。
-
锁也分不同状态，JDK6之前只有两个状态：无锁、有锁（重量级锁），而在JDK6之后对synchronized进行了优化，新增了两种状态，总共就是四个状态：无锁状态、偏向锁、轻量级锁、重量级锁，其中无锁就是一种状态了。锁的类型和状态在对象头Mark Word中都有记录，在申请锁、锁升级等过程中JVM都需要读取对象的Mark Word数据。
-
每一个锁都对应一个monitor对象，在HotSpot虚拟机中它是由ObjectMonitor实现的（C++实现）。每个对象都存在着一个monitor与之关联，对象与其monitor之间的关系有存在多种实现方式，如monitor可以与对象一起创建销毁或当线程试图获取对象锁时自动生成，但当一个monitor被某个线程持有后，它便处于锁定状态。
ObjectMonitor() {
_header = NULL;
_count = 0; //锁计数器
_waiters = 0,
_recursions = 0;
_object = NULL;
_owner = NULL;
_WaitSet = NULL; //处于wait状态的线程，会被加入到_WaitSet
_WaitSetLock = 0 ;
_Responsible = NULL ;
_succ = NULL ;
_cxq = NULL ;
FreeNext = NULL ;
_EntryList = NULL ; //处于等待锁block状态的线程，会被加入到该列表
_SpinFreq = 0 ;
_SpinClock = 0 ;
OwnerIsThread = 0 ;
}
Lock 接口
package com.shu;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class SaleTicketDemo02{
public static void main(String[] args) {
// 并发：多线程操作同一个资源类, 把资源类丢入线程
Ticket ticket = new Ticket();
// @FunctionalInterface 函数式接口，jdk1.8 lambda表达式 (参数)->{ 代码 }
new Thread(()->{for (int i = 1; i < 40 ; i++)
ticket.sale();},"A").start();
new Thread(()->{for (int i = 1; i < 40 ; i++)
ticket.sale();},"B").start();
new Thread(()->{for (int i = 1; i < 40 ; i++)
ticket.sale();},"C").start();
}
}
// 资源类 OOP
class Ticket02{
// 属性、方法
private int number = 30;
// 创建锁
Lock lock=new ReentrantLock();
public void sale(){
//上锁
lock.lock();
try {
if (number>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了第"+(number--)+"票,剩余："+number);
}
}catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
finally {
//解锁
lock.unlock();
}
}
}
对比
- Synchronized 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 必须要手动释放锁！如果不释放锁，死锁
- Synchronized 线程 1（获得锁，阻塞）、线程2（等待，傻傻的等）；Lock锁就不一定会等待下 去
- Synchronized 可重入锁，不可以中断的，非公平；Lock ，可重入锁，可以 判断锁，非公平（可以 自己设置）
- Synchronized 适合锁少量的代码同步问题，Lock 适合锁大量的同步代码！
最后
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