多线程知识点总结（二）

时间：2018-06-10 20:43:09 阅读：199 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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第三章线程间通信

32、除了等待/通知机制，采用sleep 和 while（true）也可以实现多个线程间的通信，但是有一个弊端是线程要不断的通过while语句轮询机制来检测某一个条件，这样就会浪费CPU资源，如果轮询的时间间隔太小，更加浪费CPU资源，如果太大，就会丢失某些数据。所以更好的解决方法是采用wait/notify机制。

33、在调用wait( )方法前线程必须获得该对象的对象级别锁，即只能在同步方法或者同步代码块中调用wait( )方法。如果调用wait（）方法前没有会的适当的锁，就会抛出 IllegalMonitorStateException，它是RunTimeException的一个子类，因此不需要try-catch语句捕获异常。

34、在执行notify( )方法之后，当前线程不会马上释放该对象锁，wait（）状态的线程也不会马上获取该对象锁，要等到执行notify（）方法的线程将程序执行完，也就是退出synchronized代码块，才会释放对象锁。

当wait（）状态的线程运行完毕之后，它释放掉该对象锁，此时如果该对象没有再使用notify语句，则即便该对象已经空闲，其他wait状态等待的线程由于没有获得该对象的通知，仍然会阻塞在wait状态，直到这个对象发出一个notify 或者 notifyAll.

35、线程状态切换示意图

36、每个锁对象都有两个队列，一个是就绪队列，一个是阻塞队列。就绪队列存储了将要获得锁的线程，阻塞队列存储了被阻塞的线程。一个线程被唤醒后，才会进入就绪队列，等待CPU的调度，反之，一个线程被wait后，就会进入阻塞队列，等待下一次被唤醒。

37、方法wait( )被执行后，会自动释放锁；执行完 notify( )方法后，锁不会被自动释放，必须等到执行完同步代码块；sleep方法不会自动释放锁。

38、当线程呈wait( )状态时，调用对象的interrupt（）方法会出现 InterruptException异常，这时线程会终止，锁也会释放。

39、如果通知过早，或者等待wait的条件发生变化，都会造成程序逻辑的混乱。

40、生产者消费者问题：

①一生产与一消费：操作值这时可以正常运行

②多生产与多消费：操作值--假死。 “假死”的现象其实就是线程进入waiting状态。虽然在代码中已经通过wait/notify进行通信了，但是不能保证notify唤醒的是异类，也许是同类，比如“生产者”唤醒“生产者”，“消费者”唤醒“消费者”，累积下来，就会造成所有的线程都处于waiting状态，导致“假死”。解决假死的办法是将 notify( )改为 notifyAll( )，这样可以不仅唤醒同类，也可以唤醒异类。

③一生产与一消费：操作栈就是生产者向堆栈List对象中放入数据，消费者从List堆栈中取出数据。可以运行正常。

④一生产与多消费：操作栈 wait条件改变时可能没有得到及时的响应，所以多个呈wait状态的线程被唤醒，因此后面会出现异常，解决方法是将逻辑判断条件的 if 改为 while；解决假死的方法是 notifyAll( )方法。

⑤多生产与一消费：操作栈同样逻辑条件是while语句，为了避免假死，使用notifyAll

⑥多生产与多消费：操作栈同样逻辑条件是while语句，为了避免假死，使用notifyAll

41、使用管道流（pipeStream）是一种特殊的流，用于在不同的线程间直接传递数据，一个线程发送数据到输出管道，另外一个先后才能从输入管道中读取数据。

在Java中提供了4个类来使线程间进行通信：

①PipedInputStream 和 PipedOutputStream 传递的是字节流

②PipedReader 和 PipedWriter 传递的是字符流

42、方法join的使用

① 方法join的作用是使所属的线程对象x 正常执行run( )方法中的任务，而使当前线程z进行无限期的等待（比如说一个主线程和一个子线程，让子线程执行run()方法，主线程一直等待），等待线程x销毁后再继续执行线程z 后面的代码。

②方法join具有使线程排队运行的作用，有些类似同步的运行效果。join与synchronized的区别是：join在内部使用wait方法进行等待，而synchronized关键字使用的是“对象监视器”原理做同步。

③在join的过程中，如果当前线程对象被中断，则当前线程出现异常。

④join(long) 的功能在内部是使用wait(long) 方法来实现的，所以 join(long) 释放锁；sleep(long) 方法不释放锁。

43、类ThreadLocal可以解决的问题是每个线程绑定自己的值。

使用的方法如下：

在第一次调用ThreadLocal类的get( )方法时，其返回值为null，设置默认值的方法是：

44、类InheritableThreadLocal 可以在子线程中取得父线程继承下来的值

使用InheritableThreadLocal类需要注意的一点是，如果子线程在取得值的同时，主线程将 InheritableThreadLocal 中的值进行更改，那么子线程取到的值还是旧值。

第四章 Lock的使用

45、等待/通知模式的两种实现方式的对比：

使用类 ReentrantLock 借助于 Condition对象可以实现等待/通知模式，具有更好的灵活性，可以实现多路通知的功能，也就是说在一个lock 对象里面可以创建多个 Condition （即对象监视器）实例，线程对象可以注册在指定的 Condition中，从而可以有选择性的进行线程通知，在调度线程上更加灵活。

使用synchronized 相当于整个Lock对象中只有一个单一的Condition 对象，所有的线程都注册在它一个对象的身上，线程开始 notifyAll（）时，需要通知所有的 WAITING 线程，没有选择权，会出现很大的效率问题。

46、Condition实现等待/通知：

Object类中的wait( )方法相当于Condition类中的 await( )方法；

Object类中的notify( )方法相当于Condition类中的 signal( )方法；

Object类中的notifyAll( )方法相当于Condition类中的 signalAll( )方法；

47、锁 Lock可以分为“公平锁”和“非公平锁”，公平锁表示线程获取锁的顺序是按照线程加锁的顺序来分配的，即先来先得先进先出的顺序。而非公平锁就是一种获取锁的抢占机制，是随机获得锁的，和公平锁不一样的就是先来的不一定先得到锁，这个方式可能造成某些线程一直拿不到锁，结果就是不公平的了。

48、lock的常用方法总结：

① lock.getHoldCount( )的作用是查询当前线程保持此锁定的个数，也就是调用lock（）方法的次数。

② lock.getQueueLength( )的作用是返回正等待获取此锁定的线程估计数。

③ lock.getWaitQueueLength(Condition condition）的作用是返回等待与此锁定相关的给定条件Condition的线程估计数。

④ lock.hasQueuedThread(Thread thread) 的作用是查询指定的线程是否正在等待获取此锁定。

⑤ lock.hasQueuedThreads( ) 的作用是查询是否有线程正在等待获取此锁定。

⑥ lock.hasWaiters(Condition condition) 的作用是查询是否有线程正在等待与此锁定有关的condition条件。

⑦ lock.isFair( )的作用是判断是不是公平锁。（默认ReentrantLock类使用的是非公平锁）

⑧ lock.isHeldByCurrentThread( )的作用是查询当前线程是否保持此锁定。

⑨ lock.isLocked( )的作用是查询此锁定是否由任意线程保持。

⑩ lock.lockInterruptibly( )的作用是：如果当前线程未被中断，则获取锁定，如果已经中断则出现异常。

（11）lock.tryLock( )的作用是：仅在调用时锁定未被另一个线程保持的情况下，才获取该锁定。

（12）lock.tryLock( long timeout，TimeUnit unit)的作用是，如果锁定在给定等待时间内没有被另一个线程保持，切当前线程未被中断，则获取该锁定。

49、使用Condition 对象可以对线程执行的业务进行排序规划。

50、类 ReentrantLock 具有完全互斥排他的效果，即同一时间只有一个线程在执行 ReentrantLock.lock( ) 方法后面的任务，可以使用读写锁ReentrantReadWriteLock 来提升运行速度。

第五章定时器Timer

51、在实际业务开发中，完成定时任务常采用的是 Spring 定时任务之 @Scheduled cron表达式，而不是采用Timer完成定时任务。

52、定时计划任务功能在Java中主要使用的就是 Timer 对象，它在内部使用多线程的方式进行处理。

53、Timer 类的主要作用就是设置计划任务，但封装任务的类是 TimerTask 类，因此需要将执行任务的代码放入到 TimerTask的子类中，因为TimerTask 是一个抽象类。

54、Timer 类的使用，创建一个Timer 就是启动一个新的线程

//并不是守护线程，任务虽然执行完了，但是进程并没有销毁，是红色状态
private static Timer timer = new Timer();
 
//设置成守护线程，程序运行后迅速结束当前线程，并且TimerTask中的任务不再被运行，因为进程已经结束了
private static Timer timer = new Timer(true);

在实际项目的开发中，就是要求不能是守护线程，因为守护线程的话，TimerTask类中的任务就不能执行了。

55、如果计划的时间早于当前时间，那么任务就会立即执行task 任务。

56、Timer类中允许有多个 TimerTask任务，TimerTask任务是以队列的方式一个一个被顺序执行的，所以执行的时间与预期的时间可能不一样，因为前面的任务可能消耗的时间比较长，则后面的任务执行的时间也要被延迟。举个例子：比如是每5分钟执行一次任务，如果前面的任务执行了6分钟，那么后面的任务不会在第五分钟的时候执行，它会延迟一分钟，在第六分钟的时候执行。

57、TimerTask类的cancel（）方法：是将自身从任务队列中被移除，不会影响其他任务。比如一个类是TimerTask类的子类，即extends TimerTask，那么调用cancel（）方法的时候直接 this.cancel( ) 即可。

Timer类的cancel（）方法：是将全部任务都被清除，并且进程被销毁，按钮由红色变成灰色，但是有时并不一定会停止执行计划任务，而是正常执行，因为有时并没有抢到 queue锁。

58、方法 schedule 和方法 scheduleAtFixedRate的区别：

59、schedule方法不具有追赶执行性，scheduleAtFixedRate方法具有追赶执行性。

所谓追赶执行性，指的是在写代码的过程中，会写一个参考时间，以这个参考时间为基本，每隔多少秒执行一次，但是当程序运行到相应的语句时，时间肯定已经晚于设置的参考时间，那么在这个参考时间到当前的时间之间，如果按照设置的频率，那么应该会执行几次。采用 schedule方法，那么这段时间应该执行的那几次就不会执行了，直接从当前时间开始，按照设置的频率进行执行，而scheduleAtFixedRate方法就会在当前时间的这一刻将刚刚需要执行的几次补上，补够了再按照设置的频率执行。参考下面两个截图。