多線程、鎖
線程池
- 線程池的好處
1.資源利用率變高了
2.提高了響應速度
3.利於管理線程 - 實現原理（線程複用、管理線程）：
線程複用原理：
![線程複用原理]()
解釋：線程池中有幾個工作類：本身是一個runnable，內部還有一個線程，啓動線程也就是啓動了本身；
worker的任務就是不斷從隊列裏面拉去任務，然後執行任務的run方法，也就是說每一個worker就是串行執行任務。
管理線程實現原理：
在ThreadPoolExecutor有個ctl的AtomicInteger變量。通過這一個變量保存了兩個內容：
1.所有線程的數量
2.每個線程所處的狀態
其中低29位存線程數，高3位存runState，通過位運算來得到不同的值。 - 拒絕策略
1.CallerRunsPolicy：線程調用運行該任務的 execute 本身
2.AbortPolicy：處理程序遭到拒絕將拋出運行時 RejectedExecutionException
3.DiscardPolicy：不能執行的任務將被刪除，不報錯
4.DiscardOldestPolicy：工作隊列頭部的任務將被刪除，然後重試加入此任務。
競態條件（race condition）：
是指設備或系統出現不恰當的執行時序，而得到不正確的結果。
檢測一個線程是否擁有鎖
在java.lang.Thread中有一個方法叫holdsLock(obj)，它返回true如果當且僅當當前線程擁有某個具體對象的鎖。
鎖分類
- 悲觀鎖/樂觀鎖
悲觀鎖：認爲操作會有競爭，那麼不管有沒有，爲了保險，直接加鎖
樂觀鎖：認爲操作很少有競爭，那麼就不加鎖，大多用cas實現，如果失敗就重試 - 公平鎖/非公平鎖
公平鎖：公平鎖則在於每次都是按照先後順序來分配
非公平鎖：隨機分配鎖資源給一個等待線程 - 獨享鎖/共享鎖
獨享鎖：單個線程獨佔
共享鎖：允許多個線程持有 - 自旋鎖/自適應自旋鎖
自旋鎖：線程空等待，知道獲得鎖資源
自適應自旋鎖：自適應意味着自旋的時間不再固定了，而是由前一次在同一個鎖上的自旋時間及鎖的擁有者的狀態來決定：如果在同一個鎖對象上，自旋等待剛剛成功獲得過鎖，並且持有鎖的線程正在運行中，那麼虛擬機就會認爲這次自旋也很有可能再次成功，進而它將允許自旋等待持續相對更長的時間，比如100個循環。
相反的，如果對於某個鎖，自旋很少成功獲得過，那在以後要獲取這個鎖時將可能減少自旋時間甚至省略自旋過程，以避免浪費處理器資源。 - 偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖
實現過程：對象頭數據含有mark word數據，有一個鎖標誌位（00輕量級、01偏向、10重量級）和可變數據結構
輕量級鎖：線程棧中建立一個mark word的副本，通過cas操作將鎖的mark word複製過來，對象頭的指針指向這個棧指針，標誌位爲00，
執行同步操作，釋放鎖就cas替換回去，如果失敗，表示鎖升級爲10重量級鎖。
偏向鎖：當鎖對象第一次被線程請求的時候，mark word記錄當前的線程id，如果以後還來，直接進，如果另外的線程請求，那麼升級成輕量級鎖。
重量級鎖：先獲取鎖，操作，最後釋放鎖
volatile關鍵字
- 所標記的變量爲唯一內容，每個工作內存要用到這個變量的時候，是最新的主內存變量，也就是說，這個變量的狀態對所有線程都是透明的，
如果需要對該變量寫操作，那麼立即刷新會主內存。 - 禁止指令重排序，內存屏障的機制
synchronized關鍵字和Lock的使用區別
- synchronized不支持超時放棄
- synchronized是不公平鎖
- synchronized是原生java底層實現，而lock是一個併發類
synchronized的鎖
重量級鎖：對應於操作系統的mutex互斥鎖
- 對象頭信息中有關標誌位
- 鎖升級過程
- 偏向鎖01 => 輕量級鎖00
- 輕量級鎖00 => 重量級鎖10
AQS的實現原理
內部有一個volatile的state變量和一個雙向鏈表（存線程隊列）
上鎖過程：嘗試請求，如果成功，那麼執行，如果失敗，加入隊尾，如果是老二，那麼自旋cas請求資源，
否則依次往前找到一個確實等待的線程，接在後面，之間的失效節點都丟了。
釋放鎖過程：cas歸還資源，喚醒下一個有效的等待線程，設置爲head
AQS
獨佔鎖（ReentrantLock）的實現原理
和上述是一樣的
讀寫鎖（ReentrantReadWriteLock）的實現原理
讀鎖、寫鎖共用一個同步器：低位存寫鎖，高位存讀鎖；
關鍵是存儲讀寫鎖的數量、和讀寫鎖重入的次數
LinkedBlockingDeque實現原理
內部有一個雙向隊列，一個全局鎖和兩個信號（空，滿）
當獲取時如果沒有，喚醒被滿信號量阻塞的生產者，自己阻塞
當添加的時候滿了，喚醒被空信號量阻塞的消費者，自己阻塞