集合

线程安全

  • HashTable, CocurrentHashMap
  • Vector, Stack
  • StringBuffer

线程不安全

  • HashMap, TreeMap, LinkedHashMap
  • HashSet, TreeSet, LinkedHashSet
  • ArrayList, LinkedList
  • StringBuilder

线程规范与管理

线程规范

  • 创建新线程时指定名称
  • 不要依赖线程调度器、线程优先级和 yield()方法
  • 采用 Java1.5 提供新并发工具代替 wait()和 notify()

线程管理

  • 禁用 Thread 的 run
  • 避免不加控制地创建新线程，而应该使用线程池来管控资源
  • 线程中断有业务代码来协作完成，慎用 Thread.interrupt
  • 禁用 Thread 的 stop

线程同步

关键字

  • synchronized
    • Jvm 对 synchronized 做了优化：锁消除，锁粗化，偏向锁，轻量级锁
  • volatile
    • 可见性
    • 不保证原子性
    • 禁止进行指令重排序（有序性）
    • 线程不安全性
  • Atomic 类：保证原子操作

线程同步类

  • Semaphore（信号量）：控制并发线程的数量，通过配置信号量的个数，申请信号量来实现线程管理
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Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

ThreadPoolExecutor poolExecutor =
        new ThreadPoolExecutor(10, 20,
                5000, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(100));

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    int finalI = i;
    poolExecutor.execute(new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                //获取执行资格
                semaphore.acquire(1);
                System.out.println(finalI+"=========");
                //模拟每个线程运行的时间
                Thread.sleep(1000);
                //释放执行资格
                semaphore.release(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    });
}
  • CountDownLatch（计数器）：可以实现计数的功能，主要方法为 countDown() 和 await()
    • countDown() 使计数器减 1，计数器的数值无法重置。
    • await() 阻塞当前线程，直到计数器为 0。
  • Exchanger
  • Phaser
  • CyclicBarrier

线程方法

  • sleep()
    • 暂停线程的执行，但不释放锁。常用于一定时间内暂停线程执行。
    • 唤醒：睡眠指定时间后，线程自动苏醒。
  • wait()
    • 暂停线程的执行，同时释放锁。常用于线程间的交互和通信。
    • 唤醒：通过 notify() 或者 notifyAll() 来唤醒线程。
  • yield()：让出 cpu，从运行态转为就绪态
  • interrupt()：不会直接中断线程，而是给目标线程发送中止信号，目标线程中断标记位设为 true。
  • resume()：恢复被 suspend()挂起的线程。

线程中断

编写需要中止的多线程，需要使用响应 interrput 标准的库。如 Theread.sleep(), Thread.wait()。
反例：java.net.Socket 类的方法阻塞时不响应 interrupt。

  • 检测到当前线程被 interrupt 后，应抛出 InterruptedException，并在 finally 或 try-with-resource 中清理执行状态
  • 调用线程的 interrupt 方法，只有当线程走到了 sleep, wait, join 等阻塞这些方法的时候，才会抛出 InterruptedException

锁

死锁

  • 产生原因：
    • 异常条件下没有正确释放锁
    • 两个或多个线程以不同的顺序请求和释放锁
    • 在产生阻塞的操作中持有锁

全局锁

  • 产生原因：

可重用的变量，如常量池中的变量被用作锁，即可能导致全局锁。

可重入锁

定义：一个线程获取锁后不用释放，可以重复的获取一个锁 n 次，只是在释放的时候，也需要相应的释放 n 次。

  • synchronized
  • ReentrantLock：使用灵活，拓展性好。

线程池

  • newFixedThreadPool: 固定且稳定的线程池，不会出现由于线程数增长而导致的系统线程资源不足的问题。
  • newCachedThreadPool: 没有等待队列，任务总是通过创建或者复用线程的方式得到执行，对任务的时延友好。
  • newWorkStealingPool: 适合用于很耗时的任务。
  • newSingleThreadExecutor: 适合固定的单线程任务。
  • newScheduledThreadPool: 适合执行周期性的任务。

线程异常

在某个线程运行出现异常时，遵循以下处理原则：

  1. 子线程须自己捕获异常处理
  2. 默认情况下，运行时异常从线程抛出时，会在控制台输出堆栈记录
  3. 对于运行时异常可调用 Thread.setUncaughtExceptionHandler()方法设置运行时异常处理器来进行处理