【原】多线程并发主要知识点清单总结

IT乐知 2020-07-22

展开全文

多线程并发涉及到的只是很多，这里总结了一些主要的清单和重点内容。

总览图

算是总结的知识总览图，因为相关知识较多用来增加记忆，如下图：

1总览图

内存模型

主内存与工作内存关系、数据转换；重排序、原子性、内存可见性这三个方面维护，happens-before规则保证可见性；

synchronized：锁对象，在Java对象头中包含一个标志，标志对象是否被锁。JDK对synchronize进行了优化，主要包含锁升级过程、锁消除、锁粗化；

volatile：保证内存的可见性；

并发基础

CAS：Compare And Swap，比较并且交换，是实现并发包中那些类的最基础、最核心的理论；

AbstractQueuedSynchronizer：同步器，实现并发类的核心基础组件，实现了管理同步相关的方法，其他同步类只需要在它的基础上进行扩展实现自己的同步功能；

锁以及工具

ReentrantLock：可重入锁，注意与Synchronized的比较

ReentrantReadWriteLock：读写锁，内部实现两把锁读锁可共享、写锁是独占锁；

Condition：Lock提供条件Condition，对线程的等待、唤醒操作更加详细和灵活；

CyclicBarrier：栅栏，线程到达指定地点后阻塞，直到最后一个线程到达，然后一起继续；

CountDownLatch：闭锁，是一个或多个线程等待某些线程完成后在继续执行；

Semaphore：限制访问的数量，超过数量的访问等待，知道其他线程释放；

原子变量

基本类型类：AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong；

数组：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray；

引用类型：AtomicReference、AtomicReferenceFieldUpdater、AtomicMarkableReference；

字段类：AtomicIntegerFieldUpdater、AtomicLongFieldUpdater、AtomicStampedReference；

并发集合

ConcurrentHashMap：CAS + Synchronized 来保证并发更新的安全，底层采用数组+链表/红黑树的存储结构，主要注意1.8 与1.7的区别，后面详细总结。

ConcurrentLinkedQueue：基于链接节点的无边界的线程安全队列，采用FIFO原则对元素进行排序，内部采用CAS算法实现

ConcurrentSkipListMap：第三种key-value数据结构：SkipList（跳表）；

阻塞队列

ArrayBlockingQueue：一个由数组实现的FIFO有界阻塞队列；

LinkedBlockingQueue：基于链接，无界的FIFO阻塞队列；

PriorityBlockingQueue：支持优先级的无界阻塞队列；

DelayQueue：支持延时获取元素的无界阻塞队列；

SynchronousQueue：一个没有容量的阻塞队列；

LinkedTransferQueue：链表组成的的无界阻塞队列；

LinkedBlockingDeque：由链表组成的双向阻塞队列；

线程池

优势：1、重复利用线程避免创建、销毁线程造成的资源消耗；2、执行任务的线程在线程池中提前存活，任务过来及时响应，较少创建线程的过程，提高响应速度；3、统一分配、调优、监控线程，达到可控的效果。

关键类：

Executors：提供了一系列静态方法，主要返回创建线程池相关的类比如ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory 、Callable等。

ThreadPoolExecutor：线程池类，主要7个关键参数组成不同类型线程池，关键参数详解如下：

corePoolSize：线程池中核心线程的数量，可以理解为线程池中最小数量；

maximumPoolSize：线程池中允许的最大线程数；

keepAliveTime：线程空闲时间，当一个线程空闲超过这个时间，并且线程池线程数超过了核心线程数，这个线程将被回收；

workQueue：保存等待执行任务的阻塞队列；

threadFactory：创建线程的工厂，可以自定义工厂，创建自定义线程；

Handler：拒绝策略，主要分4种直接抛出异常、调用者执行、丢弃当前任务、丢弃最旧任务；

线程池主要分类：newFixedThreadPool（corePoolSize=maximumPoolSize，固定数量线程池）、newCachedThreadPool（corePoolSize=0，maximumPoolSize=Integer.MAX_VALUE,根据需求无限扩展线程数的线程池）、newSingleThreadExecutor（corePoolSize=maximumPoolSize=1，单例线程池）;