1.多线程基础

为什么会有多线程

本质原因是摩尔定律失效 -> 多核+分布式时代的来临。
JVM、NIO 、MySQL是不是都因为这个问题变复杂？
后面讲的分布式系统，也是这个原因。

为什么会有多线程

多 CPU 核心意味着同时操作系统有更多的并行计算资源可以使用。
操作系统以线程作为基本的调度单元。
单线程是最好处理不过的。
线程越多，管理复杂度越高。
跟我们程序员都喜欢自己单干一样。
《人月神话》里说加人可能干得更慢。
可见多核时代的编程更有挑战。

Java 线程的创建过程

2.Java多线程

线程状态

Thread 的状态改变操作

Thread.sleep(long millis)，一定是当前线程调用此方法，当前线程进TIMED_WAITING 状态，但不释放对象锁，millis 后线程自动苏醒进入就绪状态。作用：给其它线程执行机会的最佳方式。
Thread.yield()，一定是当前线程调用此方法，当前线程放弃获取的 CPU 时间片，但不释放锁资源，由运行状态变为就绪状态，让 OS 再次选择线程。作用：让相同优先级的线程轮流执行，但并不保证一定会轮流执行。实际中无法保证yield() 达到让步目的，因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。Thread.yield() 不会导致阻塞。该方法与
sleep() 类似，只是不能由用户指定暂停多长时间。
t.join()/t.join(long millis)，当前线程里调用其它线程 t 的 join 方法，当前线程进入WAITING/TIMED_WAITING 状态，当前线程不会释放已经持有的对象锁。线程t执行完毕或者 millis 时间到，当前线程进入就绪状态。
obj.wait()，当前线程调用对象的 wait() 方法，当前线程释放对象锁，进入等待队列。依靠 notify()/notifyAll() 唤醒或者 wait(long timeout) timeout 时间到自动唤醒。
obj.notify() 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程，选择是任意性的。notifyAll() 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。

Thread 的中断与异常处理

线程内部自己处理异常，不溢出到外层。
如果线程被 Object.wait, Thread.join 和 Thread.sleep 三种方法之一阻塞，此时调用该线程的interrupt() 方法，那么该线程将抛出一个 InterruptedException 中断异常（该线程必须事先预备好处理此异常），从而提早地终结被阻塞状态。如果线程没有被阻塞，这时调用interrupt() 将不起作用，直到执行到 wait(),sleep(),join() 时,才马上会抛出
InterruptedException。
如果是计算密集型的操作怎么办？
分段处理，每个片段检查一下状态，是不是要终止。

Thread状态

1、本线程主动操作
2、被动：

遇到锁
被通知

3.线程安全

多线程执行会遇到什么问题?

竞态条件
临界区
共享与同步(线程间通信)
多线程

多个线程竞争同一资源时，如果对资源的访问顺序敏感，就称存在竞态条件。导致竞态条件发生的代码区称作临界区。
不进行恰当的控制，会导致线程安全问题
解决方案：同步/加锁

并发相关的性质

原子性：原子操作，注意跟事务 ACID 里原子性的区别与联系
对基本数据类型的变量的读取和赋值操作是原子性操作，即这些操作是不可被中断的，
要么执行，要么不执行。

只有语句1是原子操作。
多个线程并发问题
类似于
多个事务的并发问

并发相关的性质

可见性：对于可见性，Java 提供了 volatile 关键字来保证可见性。
当一个共享变量被 volatile 修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他
线程需要读取时，它会去内存中读取新值。
另外，通过 synchronized 和 Lock 也能够保证可见性，synchronized 和 Lock 能保证
同一时刻只有一个线程获取锁然后执行同步代码，并且在释放锁之前会将对变量的修改
刷新到主存当中。
volatile 并不能保证原子性

并发相关的性质

有序性：Java 允许编译器和处理器对指令进行重排序，但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行，却会影
响到多线程并发执行的正确性。可以通过 volatile 关键字来保证一定的“有序性”（synchronized 和 Lock
也可以）。
happens-before 原则（先行发生原则）：

程序次序规则：一个线程内，按照代码先后顺序
锁定规则：一个 unLock 操作先行发生于后面对同一个锁的 lock 操作
Volatile 变量规则：对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作
传递规则：如果操作 A 先行发生于操作 B，而操作 B 又先行发生于操作 C，则可以得出 A 先于 C
线程启动规则：Thread 对象的 start() 方法先行发生于此线程的每个一个动作
线程中断规则：对线程 interrupt() 方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
线程终结规则：线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测，我们可以通过 Thread.join() 方法结束、
Thread.isAlive() 的返回值手段检测到线程已经终止执行
对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于他的 finalize() 方法的开始

synchronized 的实现

4.线程池原理与应用

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