标签：个数 自动获取 函数式 image 需要 finally moni protect else
JUC：java.util.concurrent （Java并发编程工具类）
一般面试提问：面向对象和高级语法、Java集合类、Java多线程、JUC 和高并发、Java IO和 NIO
获取多线程的4种方法：
1.继承Thread类，重写run方法（其实Thread类本身也实现了Runnable接口）
2.实现Runnable接口，重写run方法
3.实现Callable接口，重写call方法（有返回值）
4.使用线程池（有返回值）：通过Executors提供四种线程池
进程：
线程：
笔试：一般一个进程包含多个线程，线程可以利用进程所拥有的资源，在引入线程的操作系统中，把线程作为独立运行和独立调度的基本单位
面试：线程是进程的组成部分，一般一个进程包含多个线程，它代表了一条顺序的执行流。例如IDEA上的代码提示、自动补全、格式化等功能
并发：在同一实体上的两个或多个使事件在同一时间段内发生
并行：在不同实体上的两个或多个事件在同一时刻发生
高内聚：类与类、对象与对象、模块与模块之间高度地聚集和关联
低耦合：AB两个对象可以进行数据共享，但是AB两个对象又各自 独立
在高内聚低耦合的前提下，线程（thread.start()）操作（对外暴露的调用方法）资源类（操作的对象）：
Thread.currentThread().getName() 获取当前线程名
Thread(Runnable target, String name) // target：Runnable接口的run() 方法的实现， run():线程处于就绪状态 name：线程名
线程（thread.start()）操作只是让该线程处于就绪状态而不是启动，具体的执行与否决定于cpu和操作系统底层调度通知，
在并发编程中，经常遇到多个线程访问同一个 共享资源 ，为了维护数据一致性，synchronized关键字被常用于维护数据一致性。synchronized机制是给共享资源上锁，只有拿到锁的线程才可以访问共享资源，这样就可以强制使得对共享资源的访问都是顺序的，因为对于共享资源属性访问是必要也是必须的
乐观锁/悲观锁：
独享锁/共享锁：独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。共享锁是指该锁可被多个线程所持有。
互斥锁/读写锁：互斥锁/读写锁就是独享锁/共享锁具体的实现，分别是ReentrantLock和ReadWriteLock
可重入锁：可重入锁又名递归锁，是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候，在进入内层方法会自动获取锁
公平锁/非公平锁：
分段锁：类似HashMap的结构，即内部拥有一个Entry数组，数组中的每个元素又是一个链表，同时又是一个ReentrantLock，是一种锁的设计
偏向锁/轻量级锁/重量级锁：
偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问，那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。
轻量级锁是指当锁是偏向锁时，被另一个线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，提高性能。
重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候，另一个线程虽然是自旋，但自旋不会一直持续下去，当自旋一定次数的时候，还没有获取到锁，就会进入阻塞，该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让他申请的线程进入阻塞，性能降低。
自旋锁：尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。
Interface Lock：比synchronized更牛的锁
已知的实现类：可重复锁ReentrantLock, ReetrantReadWriteLock.ReadLock, ReentrantReadWriteLock.WriteLock
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 创建锁对象 lock.lock(); // 上锁 lock.unlock(); // 释放锁
相比synchronized 的完全锁整个方法，ReentrantLock() 可以在 lock() 和 unlock() 之间的语句进行同步锁
多线程状态 Thread.State:
Lambda闭包：
拷贝小括号，写死右箭头，落地大括号 、 @FunctionalInterface注解表示为函数时接口，此接口里参数数量相同的方法只能有一个
default 开头的Lambda表达式表示在接口里声明+实现，不会影响参数数量相同的未实现方法。
Java8之前不可以在接口里实现，Java8之后通过default可以在接口里实现方法。一个函数时接口可以有多个default或static实现方法
多线程交互(如wait(), notifyAll())中，必须要防止多线程的虚拟唤醒，即交互时判断只用while。wait和notify方法都在Object类里
新版生产者消费者问题：
在JUC中，Lock代替了synchronized，Condition 代替了 Object monitor methods(wait, notify, notifyAll)
Condition.await() 代替了 this.wait() Condition.signalAll() 代替了 this.notifyAll()
Lock 和 Condition、ReadWriteLock 都是 java.util.concurrent.locks 下的子接口
相对于synchronized优势在于：精确通知，顺序访问、可以不局限在整个方法加同步锁，而是在一段语句内
public void print5(){
lock.lock();
try {
while(number != 1){
condition1.await();
}
// 干活
for(int i = 1; i <= 5; i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+i);
}
number = 2; // 修改标志位
condition2.signal(); // 精准通知 condition2
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally{
lock.unlock();
}
}
private Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
lock.lock(); // 加同步锁
condition.await(); // 等待
condition.signalAll(); // 通知
lock.unlock();
try{ TimeUnit.SECONDS.sleep( 1 ); } catch(InterruptedException e) {e.printStackTrace();} // 拿着锁不会释放
public static synchronized void sendEmail() throws Exception {
try{ TimeUnit.SECONDS.sleep( 4 ); } catch(InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
System.out.println("sendEmai.."); // 打印邮件
}
public static synchronized void sendSMS() throws Exception {
System.out.println("sendSMS.."); // 打印短信
}
public void hello() {
System.out.println("hello..");
}
Phone phone = new Phone();
Phone phone2 = new Phone();
new Thread(() -> {
try {
phone.sendEmail();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}, "A").start();
Thread.sleep(100);
new Thread(() -> {
try {
// phone.sendSMS();
// phone.hello();
phone2.sendSMS();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}, "B").start();
1.两个线程调用同一个对象的两个同步方法：标准访问(无TimeUnit.SECONDS.sleep( 4 ))，先打印邮件还是短信？邮件
2.新增sleep()给某个方法：邮件方法暂停4秒，先打印邮件还是短信？邮件
3.新增一个线程调用新增的一个普通方法：新增普通方法hello(), 先打印邮件还是hello？hello
4.两个线程调用两个对象的同步方法，其中一个方法有Thread.sleep()：两部手机，先打印邮件还是短信？短信
5.将两个方法均设置为static方法，并且让两个线程用同一个对象调用两个方法：两个静态同步方法，同一部手机，先打印邮件还是短信？邮件
6.两个静态同步方法，2 部手机，先打印邮件还是短信？邮件
7.一个普通同步方法，一个静态同步方法，1 部手机，先打印邮件还是短信？短信
8.一个普通同步方法，一个静态同步方法，2 部手机，先打印邮件还是短信？短信
2个常用的生成随机数工具类：UUID.randomUUID().toString().substring(x,x) 和 System.currentTimeMillis()
典型的RuntimeException(运行时异常)包括NullPointerException, ClassCastException(类型转换异常)，IndexOutOfBoundsException(越界异常), IllegalArgumentException(非法参数异常),ArrayStoreException(数组存储异常),AruthmeticException(算术异常),BufferOverflowException(缓冲区溢出异常)， 并发修改异常 java.util.ConcurrentModificationException、OutOfMemoryError内存溢出
· 当使用线程不安全的集合在高并发会出现异常，抛出并发修改异常 java.util.ConcurrentModificationException
· 如何使线程安全？
· 方法1(不建议)：可改用Vector避免并发修改异常， Vector是ArrayList的前身，底层方法实现有synchronized修饰
· List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()); 用工具类将ArrayList转换为线程安全的，适用小数据量。
· 还可以是Collections.synchronizedMap()、Collections.synchronizedSet()
· 方法2：List<Object> list = new CopyOnWriteArrayList<>(); 底层用的是lock锁,采用写时复制(读写分离)思想,读和写不同容器，复制一份然后供集体读，CopyOnWriteArrayList的add()底层是：Arrays.copyOf(elements, len + 1); 即从原集合拷贝一份再写, add时扩容每次扩一个
· 类似的还可以有CopyOnWriteArraySet<>()
· Map<Object, Object> map = new ConcurrentHashMap<>();
· 方法3：使用优于Runnable的 Callable 接口
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
for (int i = 1; i <= 30; i++) {
new Thread(() -> {
list.add(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8));
System.out.println(list);
}, String.valueOf(i)).start();
}
除了vector，statck、hashtable、enumeration、StringBuffer是线程安全，其他的集合类都是线程不安全的
HashSet的底层是HashMap，但操作HashSet时只操作HashMap的key，源码：map.put(e, PRESENT)==null; PRESENT = new Object();
HashMap底层是：node类型的数组+node类型的链表+node类型的红黑树， 容量为16，负载因子0.75(即装载的内存超过容量的3/4会自动扩容，HashMap扩容为原来的一倍，即2^(4+1)，ArrayList扩容为原来的一半)
new HashMap() 等价于 new HashMap(16, 0.75); 默认容量16和负载因子0.75，但可以修改
Runnable和Callable 区别：1.Callable有返回值 2.有抛异常 3.落地方法不同，Callable是call(), Runnable是run()。他们都是函数式接口
new Thread(无法传入Callable.class); 需要先找到 Runnable，再找到它的子接口 RunnableFuture找到它的构造方法FuturexTask(Callable<V> callable)， 便可通过这种多态是思想找到与Callable和Runnable相关联的方法。
class Mythread implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}
System.out.println("Callable");
return 1024;
}
}
public class CallableDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new Mythread());
new Thread(futureTask, "A").start();
new Thread(futureTask, "B").start(); // 只会调用1次new FutureTask<>(new Mythread());
System.out.println(futureTask.get()); // 输出返回值
}
}
因此使用FutureTask来代替 new Thread 从而创建线程。这里用了多态的思想：接口与实现之间即使是在构造方法的参数也可以和接口相关联
细节：Callable的call() 内部有缓存机制，只会调用一次 new FutureTask<>(new Mythread());
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6); // 信号数为6
for(int i = 1; i <= 6; i++){
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t离开教室");
countDownLatch.countDown(); // 倒计信号数，执行一次减一
}, String.valueOf(i)).start();
}
countDownLatch.await(); // 堵住该main线程直到除main外的其他线程结束后才放行
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t班长关门走人"); // 信号数减到0时才执行main线程
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7, () -> {System.out.println("召唤神龙");}); //设置信号数
for (int i = 1; i <= 7; i++) {
final int tempInt = i;
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t收集到第："+tempInt+"颗龙珠");
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
}
}, String.valueOf(i)).start(); // 信号数加到7时才执行main线程
}
public static void main(String[] args) {
// 模拟资源类，有3个空车位, 当一个线程占用资源后减少一个空车位，应用场景：抢红包
Semaphore semaphore = new Semaphore(3); // 3是设置的信号量，用于多个共享资源的互斥使用，还用于并发线程数的控制，限流
for(int i = 1; i <= 6; i++){
new Thread(() -> {
try {
semaphore.acquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t抢占到了车位");
try{TimeUnit.SECONDS.sleep(3);}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t离开了车位");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
semaphore.release(); // 释放资源
}
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
public void put(String key, Object value){
readWriteLock.writeLock().lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 开始写入");
map.put(key, value);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 写入完成");
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
} finally{
readWriteLock.writeLock().unlock();
}
}
当队列是空，从队列中获取元素的操作将被阻塞；当队列满，从队列中添加元素的操作将会被阻塞
不需要关心何时需要阻塞线程，什么时候需要唤醒线程，一切BlockingQueue都一手包办
7大BlockingQueue队列，只需掌握3个红色部分
Java线程池是通过Excutor框架实现的, 最主要的类：ThreadPoolExecutor
主要特点：线程复用、控制最大并发数、管理线程
线程池ThreadPoolExecutor的三大方法：
Excutors.newFixedThreadPool(int) : 一池N个固定线程，类似银行受理窗口，执行长期任务性好，底层原理为：
Excutors.newSingleThreadPool(int)：一池单个线程，底层原理为：
Excutors.newCachedThreadPool(int)：一池有可自动收缩可自动扩充的线程，底层原理为：
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, // 三大方法底层调用的都是同个方法ThreadPoolExecutor
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
ThreadPoolExecutor的7大参数：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, // 线程池ThreadPoolExecutor构造参数
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}
// 线程池7大参数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, // 1.线程池中常驻的核心线程数，简称核心数。类似银行当天值日窗口
int maximumPoolSize, // 2.线程池中能够容纳同时执行的最大线程数，指可扩容的线程数，必须大于等于1，包含核心数
long keepAliveTime,//3.多余空闲线程(除核心线程的线程)的存活时间，当等待时间超过keepAliveTime空闲线程会被销毁
TimeUnit unit, // 4.keepAliveTime的单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 5.任务阻塞队列，被提交但尚未被执行的任务，类似候客区
ThreadFactory threadFactory, // 6.表示生成线程池中工作线程的线程工厂，用于创建线程，一般默认即可
RejectedExecutionHandler handler) { // 7.拒绝策略，当队列满，并且工作线程大于等于线程池的 最大线程数maximumPoolSize时如何拒绝那些请求执行的runnable的策略
if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
线程池底层工作原理
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors()); // 获取计算机内核数
ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
2,
5, // 如果得到的内核数是CPU密集型，就比核数多1~2
2L,
TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingDeque<>(3),
Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
try {
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
threadPool.execute(() -> { // Runnable 可用Lambda表达式
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t办理业务");
});
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
}
}
? 一般使用以下方法创建线程池, 此时线程池最大容纳数是5+3， 最大线程数是5
ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 2L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(3), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
Consumer
Consumer<String> consumer = s -> {System.out.println(s);};
consumer.accept("a"); // 输出a
Supplier
Supplier<String> supplier = () -> {return "sup";};
System.out.println(supplier.get()); // 固定输出sup
Function<T,R>
public static void main(String[] args) {
Function<String, Integer> function = (s -> {return s.length();});
System.out.println(function.apply("abc")); // 返回s.length()
Predicate
Predicate<String> predicate = s -> {return s.isEmpty();}; // lambda表达式s
System.out.println(predicate.test("")); // true
@Accessors
Stream是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。集合讲的是数据，流讲的是计算！
public static void main(String[] args) { // stream式计算
User u1 = new User(11, "a", 23);
User u2 = new User(12, "b", 24);
User u3 = new User(13, "c", 22);
User u4 = new User(14, "d", 28);
User u5 = new User(16, "e", 26);
List<User> list = Arrays.asList(u1,u2,u3,u4,u5);
// 形参 u 代表 List<User>的泛型User
list.stream().filter(u -> {return u.getId() % 2 == 0;}) // 选取偶数id
.filter(u -> {return u.getAge() > 24;}) // 选取 age 大于 24
.map(m -> {return m.getUserName().toUpperCase();}) // list转为map，名字变为大写
.sorted((o1,o2) -> {return o2.compareTo(o1);}).limit(1) // 逆序，输出第一个对象
.forEach(System.out::println); // 遍历输出E
}
线程接口中，能干活的线程接口有Runnable (无返回值) 、Callable（有返回值）
ForkJoinPool ：类比线程池
ForkJoinTask：类比FutureTask
RecursiveTask：递归任务，继承后可以实现递归调用的任务
抽象类不能直接通过new而实例化，需要创建一个指向自己的对象引用（其子类）来实例化
class MyTask extends RecursiveTask<Integer>{
private static final Integer ADJUST_VALUE = 10;
private int begin;
private int end;
private int result;
public MyTask(int begin, int end) {
this.begin = begin;
this.end = end;
}
@Override
protected Integer compute() { // RecursiveTask 的抽象方法，执行递归任务
if((end - begin) <= ADJUST_VALUE){
for(int i = begin; i <= end; i++){
result = result + i;
}
}else{
int middle = (end + begin) / 2;
MyTask task01 = new MyTask(begin, middle);
MyTask task02 = new MyTask(middle+1, end);
task01.fork(); // task01递归、分支直到 (end - begin) <= ADJUST_VALUE
task02.fork(); // task02递归、分支直到 (end - begin) <= ADJUST_VALUE
result = task01.join() + task02.join(); // 将所有子结果合并
}
return result;
}
}
public class ForkJoinDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
MyTask myTask = new MyTask(0, 100);
ForkJoinPool threadPool = new ForkJoinPool();
ForkJoinTask<Integer> forkJoinTask = threadPool.submit(myTask);
System.out.println(forkJoinTask.get());
threadPool.shutdown();
}
}
public class CompletableFutureDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
CompletableFuture<Void> completableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t没有返回, update mysql ok");
});
completableFuture.get();
// 异步回调
CompletableFuture<Integer> completableFuture2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\tcompletableFuture2");
// int age = 10/0;
return 1024;
});
System.out.println(completableFuture2.whenComplete((t, u) -> { // 正常时返回 completableFuture2 的返回值
System.out.println("*****t:" + t); // t 为 completableFuture2 异步回调的返回值
System.out.println("*****u:" + u); // u 为 completableFuture2 异步回调的异常信息
}).exceptionally(f -> { // 异常时返回 completableFuture2 的异常
System.out.println("*****exception:" + f.getMessage());
return 444;
}).get()); // 打印返回值结果
}
}
标签：个数 自动获取 函数式 image 需要 finally moni protect else
原文地址：https://www.cnblogs.com/JayV/p/13284521.html
