Java并发

线程状态

  • new：初始化状态，还没start()
  • runnable：java中的状态，包括操作系统的ready、running
  • time_waiting：超时等待，sleep、wait(timeout)、join(timeout)、parkNano、parkUntil()、await(timeout)会进入这个状态，在一段时间内的等待
  • waiting：等待状态，这个状态表示线程需要等待其他线程的一些通知才会返回runnable状态。比如：通知或者中断
  • blocked：阻塞状态，锁阻塞
  • terminated：终止

线程状态变换

线程有两种资源：CPU时间片、锁资源

  • wait：让出CPU和锁

  • sleep：让出CPU

  • yield：让出CPU，由于线程优先级的存在，让出CPU后有可能马上又获取到CPU时间片

  • synchronized：让出CPU

stateDiagram-v2
NEW: NEW(创建)
RUNNABLE:RUNNABLE(就绪)
RUNNING : 运行态(RUNNING)
BLOCKED: BLOCKED(同步阻塞)
WAITING:WAITING(等待阻塞)
TIMED_WAITTING: TIMED_WAITTING(延时等待阻塞)
TERMINATED:TERMINATED(终止)
NEW-->RUNNABLE:start()
RUNNABLE-->RUNNING:OS调度获取CPU时间片
RUNNING-->RUNNABLE:yield释放CPU时间片
RUNNING-->BLOCKED:synchronized
RUNNING-->WAITING:wait(),park(),join()
BLOCKED-->RUNNABLE:synchronized获到锁
WAITING-->RUNNABLE:notify(),unpark()
TIMED_WAITTING-->RUNNABLE:timeout时间到，join线程结束
RUNNING-->TIMED_WAITTING:sleep(timeout),join(timeout)
RUNNING-->TERMINATED:run()结束

LockSupport

  • LockSupport是jdk提供的阻塞线程的原语，通过二元信号量做的阻塞，park方法可以让线程阻塞，unpark可以让某个线程停止阻塞接入就绪状态。
  • LockSupport不支持重入
  • LockSupport操作对象是《线程对象》

sleep，wait，yield，await，LockSupport.park区别

  • 都会是线程进入waiting状态
  • sleep、yield、LockSupport.park**不会释放锁。wait、await会释放锁和锁能直接关联**；
  • 如果在wait()之前执行了notify()，wait()将一直阻塞，因为后续将没有其它notify()唤醒它。
  • 如果在park()之前执行了unpark()线程不会被阻塞，直接跳过park()，继续执行后续内容
  • LockSupport.park()只负责阻塞当前线程，释放锁资源实际上是在Condition的await()方法中实现的
  • park()/unpark()底层的原理是“二元信号量”，像只有一个许可证的Semaphore，只不过在重复执行unpark()的时也不会再增加许可证，最多只有一个许可证。

产生死锁条件以及如何避免死锁

  • 条件：
    • 存在互斥量资源；
    • 存在线程申请资源和保持资源；
    • 线程已有的资源不能被剥夺，只能主动释放；
    • 线程间存在资源循环等待的闭环；
  • 避免死锁：
    • 破坏申请\保持资源：资源一次性申请，要么全申请到，要么全申请不到
    • 破坏不可剥夺：线程申请不到某个资源，则先释放已有资源
    • 破坏循环等待：对资源进行标记序号，线程申请资源时只能按照顺序申请
  • java如何查询死锁
    1. jps查进程号
    2. jstack查看执行线程栈

实现同步的方法:

  • 使用synchronized关键字为方法或代码块加锁。
  • 使用volatile修饰变量，但是volatile不保证原子性。
  • 使用ReentrantLock或者ReentrantReadWriteLock， 这种方法比synchronized更灵活。
  • 使用Semaphore，允许最多n个线程同时访问资源。