注：该笔记主要记录自 B站 up主遇见狂神说的个人空间_哔哩哔哩_bilibili

1、什么是 JUC

Java 工具类中的并发编程包

学习：源码 + 官方文档

业务：普通的线程代码 Thread

Runnable 没有返回值、效率相比于 Callable 相对较低！

2、线程和进程

进程：程序运行的实例

一个进程至少包含一个线程，可以包括多个线程

Java 默认有几个线程？2 个 main、GC

线程：开了一个进程 Typora，写字、自动保存由线程负责

对于 Java 而言：Thread、Runnable、Callable

public synchronized void start() {/*** This method is not invoked for the main method thread or "system"* group threads created/set up by the VM. Any new functionality added* to this method in the future may have to also be added to the VM.** A zero status value corresponds to state "NEW".*/if (threadStatus != 0)throw new IllegalThreadStateException();/* Notify the group that this thread is about to be started* so that it can be added to the group's list of threads* and the group's unstarted count can be decremented. */group.add(this);boolean started = false;try {start0();started = true;} finally {try {if (!started) {group.threadStartFailed(this);}} catch (Throwable ignore) {/* do nothing. If start0 threw a Throwable thenit will be passed up the call stack */}}
}// 本地方法，底层是 C++，Java 无法直接操作硬件
private native void start0();

并发、并行的区别

并发（多线程操作同一个资源）

CPU 单核，模拟出多条线程，线程切换快速交替

并行（多个人一起行走）

CPU 多核，多个线程可以同时执行；线程池

package com.fengluo.demo01;public class Test1 {public static void main(String[] args) {// 获取 CPU 的核数System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());}
}

并发编程的本质：充分利用 CPU 的资源！

线程有几个状态？

public enum State {/*** Thread state for a thread which has not yet started.*/// 新建NEW,/*** Thread state for a runnable thread.  A thread in the runnable* state is executing in the Java virtual machine but it may* be waiting for other resources from the operating system* such as processor.*/// 运行RUNNABLE,/*** Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.* A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock* to enter a synchronized block/method or* reenter a synchronized block/method after calling* {@link Object#wait() Object.wait}.*/// 阻塞BLOCKED,/*** Thread state for a waiting thread.* A thread is in the waiting state due to calling one of the* following methods:* <ul>*   <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>*   <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>*   <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>* </ul>** <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to* perform a particular action.** For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>* on an object is waiting for another thread to call* <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on* that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>* is waiting for a specified thread to terminate.*/// 等待，死死的等WAITING,/*** Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.* A thread is in the timed waiting state due to calling one of* the following methods with a specified positive waiting time:* <ul>*   <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>*   <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>*   <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>*   <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>*   <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>* </ul>*/// 超时等待TIMED_WAITING,/*** Thread state for a terminated thread.* The thread has completed execution.*/// 终止TERMINATED;
}

wait / sleep 区别：

来自不同的类
- wait -》Object
- sleep -》Thread
关于锁的释放
- wait 会释放锁；sleep 睡觉了，抱着锁睡觉，不会释放锁！（狂神讲的也太通俗了hhh）
使用的范围不同
- wait 必须在同步代码块中使用
- sleep 可以在任何地方睡
是否需要捕获异常
- wait 不需要捕获异常
- sleep 必须要捕获异常

3、Lock 锁（重点）

传统的 synchronized

synchronized 四个特性

原子性，与 volatile 的区别，volatile 没有原子性
- 所谓原子性就是指一个操作或者多个操作，要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行
可见性
- 可见性是指多个线程访问一个资源时，该资源的状态、值信息等对于其他线程都是可见的
有序性
- 有序性指程序执行的顺序按照代码先后执行。
可重入性
- 通俗一点讲就是说一个线程拥有了锁仍然还可以重复申请锁

它的可以修饰静态方法、成员函数，同时可以定义代码块。总之，锁的资源只有两个，对象，类。

package com.fengluo.demo01;/*** 线程就是一个单独的资源类，没有任何的附属的操作！*/
public class SaleTicketDemo01 {public static void main(String[] args) {// 并发：多线程操作一个资源类，把资源类丢入线程Ticket ticket = new Ticket();// @函数式接口new Thread(()->{for (int i = 0; i < 40; i++) {ticket.sale();}}, "A").start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 40; i++) {ticket.sale();}}, "B").start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 40; i++) {ticket.sale();}}, "C").start();}
}// 资源类，属性 + 方法，面向对象思想
class Ticket {private int number = 50;// synchronizedpublic synchronized void sale() {if (number > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出了" + (number--) + "票, 剩余" + number);}}
}

Lock 接口

公平锁：先来后到，公平分配

非公平锁：可以插队（默认非公平锁，是为了总体的公平）

package com.fengluo.demo01;import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** 线程就是一个单独的资源类，没有任何的附属的操作！*/
public class SaleTicketDemo02 {public static void main(String[] args) {// 并发：多线程操作一个资源类，把资源类丢入线程Ticket2 ticket = new Ticket2();// @函数式接口new Thread(()->{for (int i = 0; i < 40; i++) ticket.sale();}, "A").start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 40; i++) ticket.sale();}, "B").start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 40; i++) ticket.sale();}, "C").start();}
}// Lock
// new 锁对象
// 加锁
// 解锁
class Ticket2 {private int number = 50;Lock lock = new ReentrantLock();public synchronized void sale() {lock.lock();try {// 业务代码if (number > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出了" + (number--) + "票, 剩余" + number);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}
}

Synchronized 和 lock 的区别

1、Synchronized 是内置 Java 关键字，Lock 是一个类

2、Synchronized 无法判断获取锁的状态，Lock 可以判断是否获取到了锁

3、Synchronized 会自动释放，Lock 必须要手动释放锁，否则可能导致死锁

4、Synchronized 线程1（获得锁，阻塞）线程2（等待，傻等）；Lock 锁可以尝试获取锁

5、Synchronized 可重入锁，不可以中断，非公平；Lock 可重入锁，可以判断锁，可以自定义公平锁

6、Synchronized 适合锁少量的代码同步问题，Lock 适合锁大量的同步代码

4、生产者和消费者问题

Synchronized 方式

package com.fengluo.pc;/*** 线程之间的通信问题* 线程交替问题 A B*/
public class A {public static void main(String[] args) {Data data = new Data();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {try {data.increment();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "A").start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {try {data.decrement();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "B").start();}
}class Data {// 数字 资源类private int number = 0;// +1public synchronized void increment() throws InterruptedException {if (number != 0) {// 等待this.wait();}number++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + number);// 通知其他线程，我 +1 完毕了this.notifyAll();}// -1public synchronized void decrement() throws InterruptedException {if (number == 0) {// 等待this.wait();}number--;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + number);// 通知其他线程，我 -1 完毕了this.notifyAll();}
}

以上，存在问题，如果有四个线程或者多个线程存在，则会产生虚假唤醒的问题

要解决以上问题，需要将判断条件的 if 转为 while

JUC 版的生产者消费者问题

代码实现：

package com.fengluo.pc;import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** 线程之间的通信问题* 线程交替问题 A B*/
public class B {public static void main(String[] args) {Data2 data = new Data2();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {try {data.increment();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "A").start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {try {data.decrement();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "B").start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {try {data.increment();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "C").start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {try {data.decrement();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, "D").start();}
}class Data2 {// 数字 资源类private int number = 0;Lock lock = new ReentrantLock();Condition condition = lock.newCondition();// +1public void increment() throws InterruptedException {try {lock.lock();while (number != 0) {// 等待condition.await();}number++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + number);// 通知其他线程，我 +1 完毕了condition.signalAll();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}// -1public  void decrement() throws InterruptedException {try {lock.lock();while (number == 0) {// 等待condition.await();}number--;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + number);// 通知其他线程，我 -1 完毕了condition.signalAll();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}
}

问题：随机状态；如何让四个线程达到有序执行？

Conditional

任何一个新技术，一定都是有优势或补充！

Conditional 可以精准的唤醒每个线程

package com.fengluo.pc;import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class C {public static void main(String[] args) {Data3 data3 = new Data3();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {data3.printA();}}, "A").start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {data3.printB();}}, "B").start();new Thread(()->{for (int i = 0; i < 10; i++) {data3.printC();}}, "C").start();}
}// 资源锁
class Data3 {private Lock lock = new ReentrantLock();private Condition condition1 = lock.newCondition();private Condition condition2 = lock.newCondition();private Condition condition3 = lock.newCondition();private int num = 1;public void printA() {try {lock.lock();while (num != 1) {// 等待condition1.await();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> AAAAAA");// 唤醒 Bnum++;condition2.signal();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}public void printB() {try {lock.lock();while (num != 2) {// 等待condition2.await();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> BBBBBB");// 唤醒 Cnum++;condition3.signal();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}public void printC() {try {lock.lock();while (num != 3) {// 等待condition3.await();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> CCCCCC");// 唤醒 Anum = 1;condition1.signal();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}
}

可以达到多个线程的精准唤醒，已达到顺序执行

5、八锁现象

package com.fengluo.lock8;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** 八锁 就是 关于锁的 八个问题* 1. 因为有锁的存在*/
public class Test1 {public static void main(String[] args) {Phone phone = new Phone();new Thread(()->{phone.sendSms();}, "A").start();// 捕获try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(()->{phone.call();}, "B").start();}
}class Phone {// 锁的 对象就是方法的调用者！// 两个方法用的是同一个锁，谁先拿到锁，谁就能执行public synchronized void sendSms() {// 捕获try {TimeUnit.SECONDS.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("发短信");}public synchronized void call() {System.out.println("打电话");}
}

package com.fengluo.lock8;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** 八锁 就是 关于锁的 八个问题* 1. 因为有锁的存在** 3.增加一个普通方法，先执行那个方法* 4.两个对象。两个手机！*/
public class Test2 {public static void main(String[] args) {Phone2 phone1 = new Phone2();Phone2 phone2 = new Phone2();new Thread(()->{phone1.sendSms();}, "A").start();// 捕获try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(()->{phone2.call();}, "B").start();}
}class Phone2 {// 锁的 对象就是方法的调用者！// 两个方法用的是同一个锁，谁先拿到锁，谁就能执行public synchronized void sendSms() {// 捕获try {TimeUnit.SECONDS.sleep(5);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("发短信");}public synchronized void call() {System.out.println("打电话");}public void hello() {System.out.println("Hello!");}
}

package com.fengluo.lock8;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** 八锁 就是 关于锁的 八个问题* 1. 因为有锁的存在** 3.增加一个普通方法，先执行那个方法* 4.两个对象。两个手机！*/
public class Test3 {public static void main(String[] args) {Phone3 phone1 = new Phone3();Phone3 phone2 = new Phone3();new Thread(()->{phone1.sendSms();}, "A").start();// 捕获try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(()->{phone2.call();}, "B").start();}
}class Phone3 {// 锁的 对象就是方法的调用者！// 两个方法用的是同一个锁，谁先拿到锁，谁就能执行// static 是静态方法，类一加载就有了，Classpublic static synchronized void sendSms() {// 捕获try {TimeUnit.SECONDS.sleep(5);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("发短信");}public static synchronized void call() {System.out.println("打电话");}
}

package com.fengluo.lock8;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** 八锁 就是 关于锁的 八个问题* 1. 因为有锁的存在** 3.增加一个普通方法，先执行那个方法* 4.两个对象。两个手机！*/
public class Test4 {public static void main(String[] args) {Phone4 phone1 = new Phone4();Phone4 phone2 = new Phone4();new Thread(()->{phone1.sendSms();}, "A").start();// 捕获try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(()->{phone2.call();}, "B").start();}
}class Phone4 {// 锁 Classpublic static synchronized void sendSms() {// 捕获try {TimeUnit.SECONDS.sleep(5);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("发短信");}// 锁 对象public synchronized void call() {System.out.println("打电话");}
}

小结

new this 是一个具体的对象

static Class 是一个唯一的模板

6、集合类不安全

List 不安全，vector 安全但是效率低

package com.fengluo.unsafe;import java.util.*;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;// ConcurrentModifiedException 并发修改异常
public class ListTest {/*** 解决办法：1. 使用 Vector，Vector jdk 1.0 就出现了。List 集合 1.2 才出现，Vetctor 的add 是线程安全的方法，但是 synchronized 的性能差* 2. Collections.synchronized**** 3. CopyOnWrite **/public static void main(String[] args) {// CopyOnWrite// 多个线程调用的时候，list 读取的时候是固定的// 在写入时 避免覆盖，造成数据问题！// 读写问题// CopyOnWrite  使用 lock// Vector  使用 synchronizedList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(()->{list.add((UUID.randomUUID().toString().substring(0, 5)));System.out.println(list);}, String.valueOf(i)).start();}}
}

Set

package com.fengluo.unsafe;import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;public class SetTest {public static void main(String[] args) {// java.util.ConcurrentModificationException// 1. Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());// 2. new CopyOnWriteArraySet<>();Set<String> set = new CopyOnWriteArraySet<>();for (int i = 0; i < 50; i++) {new Thread(()->{set.add((UUID.randomUUID().toString().substring(0, 5)));System.out.println(set);},String.valueOf(i)).start();}}
}

HashSet 的底层是什么？

public HashSet() {map = new HashMap<>();
}// add set 本质 就是 map key 是无法重复的
public boolean add(E e) {return map.put(e, PRESENT)==null;
}

Map 不安全

package com.fengluo.unsafe;import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.logging.Handler;public class MapTest {public static void main(String[] args) {// mapMap<String, Object> map = new ConcurrentHashMap<>();// 加载因子、初始化容量for (int i = 0; i < 30; i++) {new Thread(()->{map.put(Thread.currentThread().getName(), (UUID.randomUUID().toString().substring(0, 5)));System.out.println(map);}, String.valueOf(i)).start();}}
}

7、Callable

1、可以有返回值

2、可以抛出异常

3、方法不同，run 和 call，通过 FutureTask 适配 Thread

package com.fengluo.callable;import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;public class CallableTest {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {new Thread().start(); // 怎么启动 CallableMyThread myThread = new MyThread();// 适配类FutureTask futureTask = new FutureTask(myThread);new Thread(futureTask, "A").start();new Thread(futureTask, "B").start();Integer o = (Integer) futureTask.get(); // 这个 get 方法可能会产生阻塞，要放到最后// 或者使用异步通信来处理 ！System.out.println(o);}
}class MyThread implements Callable<Integer> {@Overridepublic Integer call() {System.out.println("Call()"); // 多个线程， 会打印几个 call？// 耗时的操作return 1651;}
}

细节

1、有缓存

2、结果可能阻塞，需要等待！

8、常用的辅助类（AQS同步框架）（高并发）

8.1、CountDownLatch

package com.fengluo.add;import java.util.concurrent.CountDownLatch;// 计数器
public class CountDownLatchDemo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 总数是 6, 必须要执行某一项任务时，在使用CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);for (int i = 0; i < 6; i++) {new Thread(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Go out ");countDownLatch.countDown();}, String.valueOf(i)).start();}countDownLatch.await(); // 等待计数器归零，才继续执行System.out.println("close door");}
}

原理：

countDownLatch.countDown(); // 数量 - 1

countDownLatch.await(); // 等待计数器归零，然后再继续执行

每次有线程调用 countDown() 数量 - 1，假设计数器变为0，countDownLatch.await() 就会被唤醒，继续执行!

8.2、CyclicBarrier

加法计数器

package com.fengluo.add;import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class CyclicBarrierDemo {public static void main(String[] args) {/*** 集齐 7 颗龙珠召唤神龙*/CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7, ()->{System.out.println("召唤神龙成功！");});for (int i = 0; i < 7; i++) {final int temp = i;new Thread(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "收集第" + temp + "颗龙珠");try {cyclicBarrier.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}}, String.valueOf(i)).start();}}
}

8.3、Semaphore

抢车位！

package com.fengluo.add;import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class SemaphoreDemo {public static void main(String[] args) {// 线程数量：停车位Semaphore semaphore = new Semaphore(3);for (int i = 0; i < 6; i++) {new Thread(()->{// acquire 得到, release 释放try {semaphore.acquire();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到车位");TimeUnit.SECONDS.sleep(2);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"离开车位");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {semaphore.release();}}, String.valueOf(i)).start();}}
}

原理：

semaphore.acquire(); // 获得，假设已经满了，等待，等到资源被释放为止

semaphore.release(); // 释放，会将当前的信号量释放 +1，然后唤醒等待的线程！

作用：多个共享资源互斥的使用！并发限流，控制最大的线程数！

9、读写锁

可以被多个线程读，但是只能被一个线程写！

独占锁（写锁）一次只能被一个线程占有

共享锁（读锁）多个线程可以同时占有

package com.fengluo.rw;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;public class ReadWriteLockDemo {public static void main(String[] args) {MyCacheLock myCache = new MyCacheLock();// 写入for (int i = 0; i < 5; i++) {final int temp = i;new Thread(()->{myCache.put(temp+"", temp+"");}, String.valueOf(i)).start();}// 读取for (int i = 0; i < 5; i++) {final int temp = i;new Thread(()->{myCache.get(temp+"");}, String.valueOf(i)).start();}}
}/*** 自定义缓存*/class MyCacheLock {private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();private ReentrantReadWriteLock reentrantReadWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();// 存，写，写入的时候只希望同时仅有一个线程写public void put(String key, Object value) {reentrantReadWriteLock.writeLock().lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + key);map.put(key, value);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入 OK");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {reentrantReadWriteLock.writeLock().unlock();}}// 取，读，所有人都可以读public void get(String key) {reentrantReadWriteLock.readLock().lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + key);Object o = map.get(key);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取OK");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {reentrantReadWriteLock.readLock().unlock();}}
}class MyCache{private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();// 存，写public void put(String key, Object value) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + key);map.put(key, value);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入 OK");}// 取，读public void get(String key) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + key);Object o = map.get(key);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取OK");}
}

10、阻塞队列

不得不阻塞

写入：如果队列满了，就必须阻塞等待

取：如果队列时空的，就必须等待生产

BlockingQueue 什么情况下会使用？

线程池

学会使用队列

四组 API

1、抛出异常

2、不抛出异常

3、阻塞等待

4、超时等待

方式	抛出异常	不抛出异常	阻塞等待	超时等待
添加	add	offer	put	offer(,)
移除	remove	poll	take	poll(,)
获取队首	element	peek

package com.fengluo.bq;import java.util.Collection;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class BlockingQueueDemo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {test4();}// 抛出异常public static void test1() {ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);System.out.println(blockingQueue.add("a"));System.out.println(blockingQueue.add("b"));System.out.println(blockingQueue.add("c"));//System.out.println(blockingQueue.add("d"));System.out.println(blockingQueue.element());System.out.println(blockingQueue.remove());System.out.println(blockingQueue.remove());System.out.println(blockingQueue.remove());// java.util.NoSuchElementException 抛出异常System.out.println(blockingQueue.remove());}// 有返回值，不抛出异常public static void test2() {ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);System.out.println(blockingQueue.offer("a"));System.out.println(blockingQueue.offer("b"));System.out.println(blockingQueue.offer("c"));System.out.println(blockingQueue.offer("d"));System.out.println(blockingQueue.peek());System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());}// 等待，一直阻塞（一直阻塞）public static void test3() throws InterruptedException {ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);blockingQueue.put("a");blockingQueue.put("b");blockingQueue.put("c");//blockingQueue.put("d");System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());}// 等待，阻塞（等待超时）public static void test4() throws InterruptedException {ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);blockingQueue.offer("a");blockingQueue.offer("b");blockingQueue.offer("c");//blockingQueue.offer("d", 2, TimeUnit.SECONDS);System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll());System.out.println(blockingQueue.poll(2, TimeUnit.SECONDS));}
}

SynchronizedQueue 同步队列

没有容量，不存储元素，进去一个元素，必须等待取出来之后，才能再往里面放一个原则！

put、take

package com.fengluo.bq;import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class SynchronizedQueueDemo {public static void main(String[] args) {BlockingQueue<String> synchronizedQueue = new SynchronousQueue<>(); // 同步队列new Thread(()->{try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "put 1");synchronizedQueue.put("1");System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "put 2");synchronizedQueue.put("2");System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "put 3");synchronizedQueue.put("3");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}, "T1").start();new Thread(()->{try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + synchronizedQueue.take());TimeUnit.SECONDS.sleep(3);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + synchronizedQueue.take());TimeUnit.SECONDS.sleep(3);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + synchronizedQueue.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}, "T2").start();}
}

11、线程池（重点）

线程池：三大方法、七大参数、四种拒绝策略

池化技术

程序的运行，本质：占用系统的资源！

为了优化资源的使用！=》池化技术

池化技术：事先准备好一些资源，有人要用就来我这里拿，用完之后归还即可。

线程池的好处

1、降低系统资源的消耗

2、提高系统的响应速度

3、方便管理

线程复用、可以控制最大并发数、管理线程

线程池三大方法

package com.fengluo.pool;import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;// Executor 工具类， 三大方法
// 使用了线程池之后，需要使用线程池来创建线程
public class Demo01 {public static void main(String[] args) {// ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();// 单个线程// ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);// 创建一个固定的线程池的大小ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();// 遇强则强，遇弱则弱// 线程池用完，程序结束，关闭线程池try {for (int i = 0; i < 100; i++) {threadPool.execute(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");});}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {threadPool.shutdown();}}
}

线程池七大参数

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>());
}// 本质：调用 ThreadPoolExecutor()
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,  // 核心线程池大小int maximumPoolSize, // 最大核心线程池大小long keepAliveTime, // 存活时间，超时无调用自动释放TimeUnit unit, // 超时单位BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 阻塞队列ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂，一般不用动RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略) {if (corePoolSize < 0 ||maximumPoolSize <= 0 ||maximumPoolSize < corePoolSize ||keepAliveTime < 0)throw new IllegalArgumentException();if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)throw new NullPointerException();this.acc = System.getSecurityManager() == null ?null :AccessController.getContext();this.corePoolSize = corePoolSize;this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;this.workQueue = workQueue;this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);this.threadFactory = threadFactory;this.handler = handler;
}

线程池四种拒绝策略

AbortPolicy() // 阻塞队列满了，不处理，抛异常

CallerRunsPolicy() // 哪里来的去哪里，打发了

DiscardPolicy() // 队列满了，丢掉任务，不会抛出异常

DiscardOldestPolicy() // 队列满了，尝试和最早的竞争

小结和拓展

最大线程到底如何定义？

1.CPU 密集型，几核，就是几，可以保持 CPU 的效率最高

2.IO 密集型判断你程序中十分耗 IO 的线程

// 获取 CPU 的核数
System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

12、四大函数式接口（必须掌握）

新时代的程序员：lambda 表达式、链式编程、函数式接口、Stream 流式计算

函数式接口：只有一个方法的接口，用来简化编程模型

@FunctionalInterface
public interface Runnable {public abstract void run();
}// @FunctionalInterface 超级多
// 简化编程模型，在新版本的框架底层大量应用！
// foreach（消费者类的函数式接口）

代码测试：

Function 函数式接口

package com.fengluo.function;import java.util.function.Function;/*** function 函数型接口，有一个输入参数，有一个输出* 只要是函数性接口，可以用 lambda 表达式简化*/
public class Demo {public static void main(String[] args) {Function<String, String> function = new Function<String, String>() {@Overridepublic String apply(String s) {return s;}};System.out.println(function.apply("as"));Function function1 = (str) -> {return str;};System.out.println(function1.apply("fxck"));}
}

Predicate 断定型接口，有一个输入参数，返回值只能是布尔值！

package com.fengluo.function;import java.util.function.Predicate;public class Demo02 {public static void main(String[] args) {// 判断字符串是否为空Predicate<String> predicate = new Predicate<String>() {@Overridepublic boolean test(String str) {return str.isEmpty();}};System.out.println(predicate.test(""));Predicate<String> predicate1 = (str) -> {return str.isEmpty();};System.out.println(predicate1.test("ds"));}
}

Consumer 消费型接口，只有输入，没有返回值

package com.fengluo.function;import java.util.function.Consumer;public class Demo3 {public static void main(String[] args) {Consumer<String> consumer = new Consumer<String>() {@Overridepublic void accept(String s) {System.out.println(s);}};Consumer<String> consumer1 = (str) -> {System.out.println(str);};consumer1.accept("dwad");}
}

Supplier 供给型接口，没有参数，只有返回值

package com.fengluo.function;import java.util.function.Supplier;public class Demo04 {public static void main(String[] args) {Supplier supplier = new Supplier() {@Overridepublic Object get() {return 1024;}};Supplier supplier1 = () -> {return 1024;};System.out.println(supplier1.get());}
}

13、Stream 流式计算

什么是 Stream 流式计算

大数据：存储 + 计算

存储，集合、MySQL，本质就是存储东西的

计算都应该交给流来操作！

流式计算通过结合函数式编程以及 lambda 表达式来实现对数据的操作！

14、ForkJoin

什么是 ForkJoin

在 JDK1.7，并行执行任务！提高效率，大数据量！

把大任务分为子任务，最终将子任务的处理结果合并成最终结果

ForkJoin 特点：工作窃取！切分执行！结果合并！

package com.fengluo.forkjoin;import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.stream.LongStream;public class Test {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {test3();}public static void test1() {Long start = System.currentTimeMillis();Long sum = 0L;for (Long i = 0L; i < 10_0000_0000; i++) {sum += i;}Long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(sum + " " + (end - start));}public static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {Long start = System.currentTimeMillis();ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinDemo(0L, 10_0000_0000L);ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);Long sum = submit.get();Long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(sum + " " + (end - start));}public static void test3() {Long start = System.currentTimeMillis();// Steam 并行流long sum = LongStream.rangeClosed(0L, 10_0000_0000L).parallel().reduce(0, Long::sum);Long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(sum + " " + (end - start));}
}

15、异步回调

package com.fengluo.future;import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** 异步调用： CompletableFuture* 1. 异步执行* 2. 成功回调* 3. 失败回调*/
public class Demo0 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {// 无返回值的异步回调//CompletableFuture<Void> voidCompletableFuture = CompletableFuture.runAsync(()->{//    try {//        TimeUnit.SECONDS.sleep(0);//    } catch (InterruptedException e) {//        e.printStackTrace();//    }//    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"runAsync => Void");//});////System.out.println("先拿到");//voidCompletableFuture.get();//System.out.println("后拿到");//CompletableFuture<Integer> objectCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"supplyAsync => Integer");return 1024;});System.out.println(objectCompletableFuture.whenComplete((t, u)->{System.out.println("t=>" + t);System.out.println("u=>" + u);}).exceptionally((e)->{System.out.println(e.getMessage());return 2333;}).get());}
}

没太听懂，大概的理解就是。。。执行代码时，有个步骤需要处理等待五秒，我们不想等这个五秒，直接异步继续执行后面的代码，然后等这个步骤的五秒处理完了，我们再回调取到返回的值。。。大概就是异步回调了。

16、JMM

请你谈谈你对 volatile 的理解？

volatile 是 Java 虚拟机提供的轻量级的同步机制

1、保证可见性（每个工作线程都有自己的工作内存，所以当某个线程修改完某个变量之后，在其他的线程中，未必能观察到该变量已经被修改。volatile关键字要求被修改之后的变量要求立即更新到主内存，每次使用前从主内存处进行读取。因此volatile可以保证可见性。除了volatile以外，synchronized和final也能实现可见性。synchronized保证unlock之前必须先把变量刷新回主内存。final修饰的字段在构造器中一旦完成初始化，并且构造器没有this逸出，那么其他线程就能看到final字段的值。）

2、不保证原子性（例如 JMM 八项操作，在操作系统里面是不可分割的单元。被synchronized关键字或其他锁包裹起来的操作也可以认为是原子的。从一个线程观察另外一个线程的时候，看到的都是一个个原子性的操作。）

3、禁止指令重排，保证有序性（java的有序性跟线程相关。如果在线程内部观察，会发现当前线程的一切操作都是有序的。如果在线程的外部来观察的话，会发现线程的所有操作都是无序的。因为JMM的工作内存和主内存之间存在延迟，而且java会对一些指令进行重新排序。volatile和synchronized可以保证程序的有序性，很多程序员只理解这两个关键字的执行互斥，而没有很好的理解到volatile和synchronized也能保证指令不进行重排序。）

什么是 JMM？

JMM 是 Java 内存模型，不存在的东西，是一个概念，一种约定！JMM即为JAVA 内存模型（java memory model）。因为在不同的硬件生产商和不同的操作系统下，内存的访问逻辑有一定的差异，结果就是当你的代码在某个系统环境下运行良好，并且线程安全，但是换了个系统就出现各种问题。Java内存模型，就是为了屏蔽系统和硬件的差异，让一套代码在不同平台下能到达相同的访问结果。

关于 JMM 的一些同步的约定：

1、线程解锁前，必须把共享变量立刻刷回主存

2、线程加锁前，必须读取主存中的最新值到工作内存中！

3、加锁和解锁是同一把锁！

内存划分

JMM规定了内存主要划分为主内存和工作内存两种。此处的主内存和工作内存跟JVM内存划分（堆、栈、方法区）是在不同的层次上进行的，如果非要对应起来，主内存对应的是Java堆中的对象实例部分，工作内存对应的是栈中的部分区域，从更底层的来说，主内存对应的是硬件的物理内存，工作内存对应的是寄存器和高速缓存。

JVM在设计时候考虑到，如果JAVA线程每次读取和写入变量都直接操作主内存，对性能影响比较大，所以每条线程拥有各自的工作内存，工作内存中的变量是主内存中的一份拷贝，线程对变量的读取和写入，直接在工作内存中操作，而不能直接去操作主内存中的变量。但是这样就会出现一个问题，当一个线程修改了自己工作内存中变量，对其他线程是不可见的，会导致线程不安全的问题。因为JMM制定了一套标准来保证开发者在编写多线程程序的时候，能够控制什么时候内存会被同步给其他线程。

这里狂神的 write 和 store 写反了。

内存交互操作

内存交互操作有8种，虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的，不可在分的（对于double和long类型的变量来说，load、store、read和write操作在某些平台上允许例外）

lock （锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为线程独占状态
unlock （解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定
read （读取）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用
load （载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主存中变量放入工作内存中
use （使用）：作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的变量传输给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值，就会使用到这个指令
assign （赋值）：作用于工作内存中的变量，它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中
store （存储）：作用于主内存中的变量，它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便后续的write使用
write 　（写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中

JMM对这八种指令的使用，制定了如下规则：

不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须write
不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存
不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是怼变量实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作
一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解锁
如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新load或assign操作初始化变量的值
如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存

17、Volatile

三个特性

1、保证可见性
2、不保证原子性
3、禁止指令重排，保证有序性

可见性补充：

volatile保证了修饰的共享变量在转换为汇编语言时，会加上一个以lock为前缀的指令，当CPU发现这个指令时，立即会做两件事情：
- 将当前内核中线程工作内存中该共享变量刷新到主存；
- 通知其他内核里缓存的该共享变量内存地址无效；

当且仅当满足以下条件下，才应该使用volatile变量：

1、对变量的写入操作不依赖变量的当前值，或者确保只有单个线程变更变量的值。

2、该变量不会于其他状态一起纳入不变性条件中

3、在访问变量的时候不需要加锁。

可见性，测试

package com.fengluo.tvolatile;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class JMMDemo {private static volatile int num = 0;public static void main(String[] args) {new Thread(()->{while (num == 0) {}}).start();try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}num = 1;System.out.println(num);}
}

不保证原子性，测试

原子性：不可分割，要么同时成功，要么同时失败。

package com.fengluo.tvolatile;public class VDemo02 {private static int num = 0;public static void add() {num++;}public static void main(String[] args) {// 理论上 num 结果应为 2万for (int i = 0; i < 20; i++) {new Thread(()->{for (int i1 = 0; i1 < 1000; i1++) {add();}}).start();}while (Thread.activeCount() > 2) { // main  gcThread.yield();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->" + num);}
}

如果不使用 synchronized 和 lock 怎么保证原子性？（使用原子类）

原子类为什么这么高级？（CAS）

package com.fengluo.tvolatile;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class VDemo02 {private volatile static AtomicInteger num = new AtomicInteger();public static void add() {//num++; // 不是一个原子性操作num.getAndIncrement(); // AtomicInteger + 1 方法，CAS}public static void main(String[] args) {// 理论上 num 结果应为 2万for (int i = 0; i < 20; i++) {new Thread(()->{for (int i1 = 0; i1 < 1000; i1++) {add();}}).start();}while (Thread.activeCount() > 2) { // main  gcThread.yield();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->" + num);}
}

这些类的底层都是直接和操作系统挂钩！在内存中修改值！Unsafe 类是一个很特殊的存在！

什么是指令重排？

你写的程序，计算机只保证结果是程序的结果，但可能并不是按照你写的那样去执行的！

源代码 --> 编译器优化的重排 --> 指令并行可能也会重排 --> 内存系统也会重排 --> 执行

处理器在进行指令重排的时候，会考虑数据之间的依赖性！

被volatile修饰的变量，会加一个lock前缀的汇编指令。若变量被修改后，会立刻将变量由工作内存回写到主存中。那么意味了之前的操作已经执行完毕。这就是内存屏障。

小结：volatile 保证可见性，不能保证原子性，由于内存屏障，可以保证避免指令重排的现象产生。

18、彻底玩转单例模式

单例模式笔者已经总结学习过了，这里就看了下视频没有做笔记。。可以看我的单例模式博客

【无脑速通设计模式】单例模式_Java攻城狮修炼中-CSDN博客

19、深入理解 CAS

Unsafe 类

比较当前工作内存中的值和主内存中的值，如如果这个值是期望的，那么执行操作，如果不是就一直循环！

缺点：

1、自旋锁，循环会耗时

2、一次性只能保证一个共享变量的原子性

3、存在 ABA 问题

CAS：ABA 问题（狸猫换太子）

左边不知道拿到的数据 A 实际上已经被右边修改过了。

package com.fengluo.cas;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class CASDemo {// CAS，compareAndSet：比较并交换public static void main(String[] args) {AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);// 对于我们平时写的SQL： 乐观锁！// 期望、更新// 如果我期望的值拿到了，那么就更新，否则，就不更新// ================ 捣乱线程 ===============System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));System.out.println(atomicInteger.get());System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2020));System.out.println(atomicInteger.get());// CAS 是 CPU 的原语！ =================System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 6666));System.out.println(atomicInteger.get());}
}

20、原子引用

解决 ABA 问题，引入原子引用，乐观锁

package com.fengluo.cas;import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;public class CASDemo {// CAS，compareAndSet：比较并交换public static void main(String[] args) {// 乐观锁//AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);AtomicStampedReference<Integer> atomicInteger = new AtomicStampedReference<>(1, 1);new Thread(()->{int stamp = atomicInteger.getStamp();System.out.println("a1=>" + stamp);try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(1, 2, atomicInteger.getStamp(), atomicInteger.getStamp() + 1));System.out.println("a2=>" + atomicInteger.getStamp());System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2, 1, atomicInteger.getStamp(), atomicInteger.getStamp() + 1));System.out.println("a3=>" + atomicInteger.getStamp());}, "A").start();new Thread(()->{int stamp = atomicInteger.getStamp();System.out.println("b1=>" + stamp);try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(1, 6, stamp, stamp + 1));System.out.println("b2=>" + atomicInteger.getStamp());}, "B").start();}
}

带版本号的原子操作！

Integer 使用了对象缓存机制，默认范围是 -128~127，推荐使用静态工厂方法 valueOf 获取对象实例，而不是 new ，因为 valueOf 使用缓存，而 new 一定会创建新的分配对象分配新的内存空间！

21、各种锁的理解

这里觉得可以自己下去补一补，没有记笔记了，Java锁机制需要好好掌握

1、公平锁、非公平锁

公平锁：非常公平，不能插队，必须先来后到！

非公平锁：非常不公平，可以插队！（默认都是非公平锁）

ReentrantLock() 默认非公平锁

2、可重入锁

可重入锁（递归锁）

3、自旋锁

spinlock

22、死锁

形成死锁的四个必要条件

1、互斥性

2、保持和等待

3、不可抢占

4、循环等待

解决死锁的办法

1、使用 jps -l 定位进程号

2、使用 jstack 进程号找到死锁

found 1 deadlock

面试，要求排查问题：

1、查看日志

2、堆栈信息

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