一、高并发编程的几个部分
synchronized同步器、jdk提供的同步容器、ThreadPool线程池、executor执行器
二、重入锁
1.reentrantlock关键字(相较于synchronized更加灵活)
2.reentrantlock用于替代synchronized,在使用此锁时必须要手动释放锁,在使用synchronized锁时遇到异常时,jvm会自动释放锁,但是reentrantlock必须要手动释放锁,因此经常在finally中进行锁的释放
Lock lock = new Reentrantlock();//将参数设置为true时此锁为公平锁
lock.lock();//相当于synchronized(this)
lock.unlock();//开锁
3.使用reentrantlock可以进行尝试锁定“tryLock”,这样在指定时间内无法锁定,线程可决定是否继续等待
Boolean locked =lock.tryLock();
if(locked)lock.unlock();
先假定没有得到锁
Boolean locked = false;
try{
locked = lock.tryLock(5,TimeUnit.SECONDS);//先尝试等5秒
//代码逻辑,根据返回值判断
}catch{
}finally{
if(locked)
lock.unlock();//根据返回值来判断是否开锁,如果已经得到锁就打开,未得到就不开
}
4.使用reentrantlock可以调用lockInterruptibly方法,可以相应interrupt方法作出响应(可被打断方法),使用其他线程打断当前线程等待
5.reentrantlock还可以被指定为公平锁,而synchronized为非公平锁(非公平锁的效率相对公平锁来说较高)
公平锁:可以假定谁等待时间长谁获得锁
非公平锁:不考虑等待时间
三、经典面试题
生产者-消费者模式:写一个固定容量的同步容器,拥有put和get方法,以及getCount方法,能够支持两个生产者线程以及是个消费者线程的阻塞调用
同步容器:多个线程访问不会出问题,容器满了的话,调用put的线程需要等待,容器空了的话调用get的线程需要等待
1.使用wait和notify/notifyAll来实现,wait99.9%的情况下与while一起使用,if是只判断一次,while是每次要运行之前都进行判断,不加notify的话可能会产生死锁,假定当前等待线程为生产者线程,此时notify又唤醒一个生产者进程就造成了死锁
public class MyContainer1<T> { final private LinkedList<T> lists = new LinkedList<>(); final private int MAX = 10; //最多10个元素 private int count = 0; public synchronized void put(T t) { while(lists.size() == MAX) { //想想为什么用while而不是用if? try { this.wait(); //effective java } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } lists.add(t); ++count; this.notifyAll(); //通知消费者线程进行消费 } public synchronized T get() { T t = null; while(lists.size() == 0) { try { this.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } t = lists.removeFirst(); count --; this.notifyAll(); //通知生产者进行生产 return t; } public static void main(String[] args) { MyContainer1<String> c = new MyContainer1<>(); //启动消费者线程 for(int i=0; i<10; i++) { new Thread(()->{ for(int j=0; j<5; j++) System.out.println(c.get()); }, "c" + i).start(); } try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //启动生产者线程 for(int i=0; i<2; i++) { new Thread(()->{ for(int j=0; j<25; j++) c.put(Thread.currentThread().getName() + " " + j); }, "p" + i).start(); } } }
2.使用lock和Condition来实现,对比两种方式,Condition的方式可以更加精确的指定哪些线程被唤醒
public class MyContainer2<T> { final private LinkedList<T> lists = new LinkedList<>(); final private int MAX = 10; //最多10个元素 private int count = 0; private Lock lock = new ReentrantLock(); private Condition producer = lock.newCondition(); private Condition consumer = lock.newCondition(); public void put(T t) { try { lock.lock(); while(lists.size() == MAX) { //想想为什么用while而不是用if? producer.await(); } lists.add(t); ++count; consumer.signalAll(); //通知消费者线程进行消费 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } } public T get() { T t = null; try { lock.lock(); while(lists.size() == 0) { consumer.await(); } t = lists.removeFirst(); count --; producer.signalAll(); //通知生产者进行生产 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } return t; } public static void main(String[] args) { MyContainer2<String> c = new MyContainer2<>(); //启动消费者线程 for(int i=0; i<10; i++) { new Thread(()->{ for(int j=0; j<5; j++) System.out.println(c.get()); }, "c" + i).start(); } try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //启动生产者线程 for(int i=0; i<2; i++) { new Thread(()->{ for(int j=0; j<25; j++) c.put(Thread.currentThread().getName() + " " + j); }, "p" + i).start(); } } }
四、线程局部变量
1.ThreadLocal关键字,线程局部变量
2.线程局部变量之间互不影响,框架中大量使用,ThreadLocal使用空间换时间,而synchronized是使用时间换空间
public class ThreadLocal1 { /*volatile*/ static Person p = new Person(); public static void main(String[] args) { new Thread(()->{ try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(p.name); }).start(); new Thread(()->{ try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } p.name = "lisi"; }).start(); } }
public class ThreadLocal2 { //volatile static Person p = new Person(); static ThreadLocal<Person> tl = new ThreadLocal<>(); public static void main(String[] args) { new Thread(()->{ try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(tl.get()); }).start(); new Thread(()->{ try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } tl.set(new Person()); }).start(); } static class Person { String name = "zhangsan"; } }
补充:
整理出来的高并发编程比较基础得知识点与面试题,如有不足也请指正,总之希望对大家有帮助。