第十二章 并發(fā)

線程

package chapter12_concurrent.threads;public class ThreadsTest {public static final int DELAY = 10;public static final int STEPS = 100;public static final double MAX_AMOUNT = 1000;public static void main(String[] args) {var bank = new Bank(4, 100000);//Runnalbe 是一個(gè)函數(shù)式接口,可以用一個(gè)lambda表達(dá)式創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例Runnable task1 = () -> {try {for (int i = 0; i < STEPS; i++) {double amount = MAX_AMOUNT * Math.random();bank.transfer(0, 1, amount);Thread.sleep((long) (DELAY * Math.random()));}} catch (InterruptedException e) {}};Runnable task2 = () -> {try {for (int i = 0; i < STEPS; i++) {double amount = MAX_AMOUNT * Math.random();bank.transfer(2, 3, amount);//休眠制定的毫秒數(shù)Thread.sleep((long) ( DELAY * Math.random()));}} catch (InterruptedException e) {}};//構(gòu)造一個(gè)Thread對象,啟動線程new Thread(task1).start();new Thread(task2).start();} }

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線程狀態(tài)

• New, Runnable, Blocked, Waiting, Timed waiting, Terminated

分別表示線程的六種狀態(tài): 新建, 可運(yùn)行, 阻塞, 等待, 計(jì)時(shí)等待, 終止

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新建線程

• new Thread(r) 新建線程, 但是還沒有開始運(yùn)行

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可運(yùn)行線程

• 調(diào)用start方法后線程就屬于可運(yùn)行狀態(tài), 處于runnable可能運(yùn)行也可能沒有運(yùn)行

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阻塞和等待進(jìn)程

• 線程處于阻塞和等待狀態(tài)不活動,不運(yùn)行任何代碼,消耗最少資源
• 當(dāng)線程試圖獲取一個(gè)內(nèi)部的對象鎖,而該鎖目前被其他線程占有,該線程就會被阻塞.所有其他線程釋放這個(gè)鎖,并且線程調(diào)度器允許該線程持有這個(gè)鎖,他將變成非阻塞狀態(tài)
• 當(dāng)線程等待另一個(gè)線程通知調(diào)度器出現(xiàn)一個(gè)條件時(shí),這個(gè)線程會進(jìn)入等待狀態(tài)
• 有的方法有超時(shí)參數(shù),調(diào)用這些方法會讓線程進(jìn)入計(jì)時(shí)等待狀態(tài).這一狀態(tài)會一直等待到超時(shí)期滿或者接收到適當(dāng)?shù)耐ㄖ?/li>

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終止線程

• run方法正常退出
• 一個(gè)沒有捕獲的異常終止了run方法

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線程屬性

中斷線程

• interrupt方法可以用來請求終止一個(gè)線程,程序調(diào)用該方法就會設(shè)置線程中斷狀態(tài)
• 測試是否設(shè)置了中斷狀態(tài):Thread.currentThread()獲得當(dāng)前線程

while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){... }

• 線程被阻塞就無法檢查中斷狀態(tài)

• 當(dāng)在一個(gè)被sleep, wait調(diào)用的阻塞的線程上調(diào)用interrupt方法,那個(gè)阻塞調(diào)用將被一個(gè)InterruptedException異常中斷

• 一般將中斷解釋為一個(gè)中止請求

• 如果循環(huán)調(diào)用了sleep,不要檢測中斷狀態(tài),應(yīng)當(dāng)捕獲InterruptedException

• interrupted: 靜態(tài)方法, 檢查當(dāng)前線程是否中斷,并且清楚線程中斷狀態(tài)

• isInterrupted: 實(shí)例方法, 檢查是否有線程被中斷,不改變中斷狀態(tài)

• 不要抑制InterruptedException異常:

• • catch子句中調(diào)用Thread.currentThread().interrupt()設(shè)置中斷狀態(tài),調(diào)用者就可以檢查中斷狀態(tài)了

  • void mySubTask(){...try{sleep(delay);}catch(InterruptedException e){Thread.currentThread().interrupt()} }

  • 更好的是,標(biāo)記方法,去掉try語句塊

  • void mySubTask() throw InterruptedException { ... sleep(delay); }

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守護(hù)線程

• t.setDaemon(true);
• 守護(hù)線程唯一作用就是為其他線程提供服務(wù)

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線程名

• 默認(rèn)狀態(tài)下有容易記憶的名字
• 改名:setName(...)

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未捕獲異常的處理器

• 線程組ThreadGroup類實(shí)現(xiàn)了Thread.UncaughtExceptionHandler接口,其uncaughtException方法執(zhí)行以下操作:
• 該線程若有父線程那么調(diào)用父線程的uncaughtException方法
• 如果Thread.getDefaultExceptionHandler方法返回一個(gè)非null處理器,調(diào)用該處理器
• 否則,如果Throwable類是ThreadDeath的一個(gè)實(shí)例,什么也不做
• 否則將線程的名字和Throwable棧軌跡輸出到System.err

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線程的優(yōu)先級

• setPriority方法提高或者降低任何一個(gè)線程的優(yōu)先級
• MIN_PRIORITY(1), NORM_PRIORITY(5), MAX_PRIORITY(10)

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同步

• 競態(tài)條件: 兩個(gè)及以上線程共享對同一組數(shù)據(jù)的存取, 線程相互覆蓋導(dǎo)致對象破壞
• 不同步的操作:

package chapter12_concurrent.unsynch;public class UnsynchBankTest {public static final int NACCOUNT = 100;public static final double INITIAL_BALANCE = 1000;public static final double MAX_AMOUNT = 1000;public static final int DELAY = 10;public static void main(String[] args) {var bank = new Bank(NACCOUNT, INITIAL_BALANCE);for (int i = 0; i < NACCOUNT; i++) {int fromAccount = i;Runnable r = () -> {try {while (true) {int toAccount = (int) (bank.size() * Math.random());double amount = MAX_AMOUNT * Math.random();bank.transfer(fromAccount, toAccount, amount);Thread.sleep((int) (DELAY * Math.random()));}} catch (InterruptedException e) {}};var t = new Thread(r);t.start();}} }

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鎖對象

• 兩種機(jī)制可以防止并發(fā)訪問代碼塊: synchronized, ReentrantLock
• 基本結(jié)構(gòu):

mylock.lock(); try{critical section } finally{myLock.unlock(); }

• 該結(jié)構(gòu)確保任何時(shí)刻只有一個(gè)線程進(jìn)入臨界區(qū),一旦一個(gè)線程鎖定了鎖對象,其他任何線程無法通過lock語句
• 要把unlock放入finally語句.如果臨界區(qū)代碼異常,鎖必須釋放,否則線程永遠(yuǎn)阻塞

public class bank{private ReentrantLock bankLock = new ReentrantLock();......public void transfer(int from, int to, double amount){bankLock.lock();try {if (accounts[from] < amount) return;System.out.print(Thread.currentThread());accounts[from] -= amount;System.out.printf(" %10.2f from %d to %d", amount, from, to);accounts[to] += amount;System.out.printf(" Total Balance: %10.2f%n", getTotalBalance());}finally {bankLock.unlock();}} }

• 每個(gè)bank有自己的ReentrantLock對象,兩個(gè)線程視圖訪問同一個(gè)bank對象,鎖可以用來保證串行化訪問
• 兩個(gè)線程訪問不同的bank對象,每個(gè)線程會得到不同的鎖對象,線程不會阻塞

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條件對象

• 下面的Bank類加入了鎖對象, 保護(hù)金額轉(zhuǎn)賬不夠時(shí)候線程覆蓋的情況
• 引入了條件對象, 調(diào)用await方法將當(dāng)前線程暫停,放棄鎖,允許其他線程執(zhí)行
• 另一個(gè)線程完成轉(zhuǎn)賬后調(diào)用signalAll重新激活等待這個(gè)條件的所有線程
• 其中的某個(gè)線程將從await調(diào)用處返回得到這個(gè)鎖,繼續(xù)執(zhí)行之前暫停的地方

package chapter12_concurrent.synch;import java.util.*; import java.util.concurrent.locks.*;public class Bank {private final double[] accounts;private ReentrantLock banklock;private Condition sufficientFunds;public Bank(int n, double initialBalance) {accounts = new double[n];Arrays.fill(accounts, initialBalance);banklock = new ReentrantLock();sufficientFunds = banklock.newCondition();}public void transfer(int from, int to, double amount) throws InterruptedException{banklock.lock();try {while (accounts[from] < amount) {sufficientFunds.await();}System.out.println(Thread.currentThread());accounts[from] -= amount;System.out.printf(" %10.2f from %d to %d.", amount, from, to);accounts[to] += amount;System.out.printf(" Total balance: %10.2f%n", getTotalBanlance());sufficientFunds.signalAll();}finally {banklock.unlock();}}public double getTotalBanlance() {banklock.lock();try {double sum = 0.0;for (double a: accounts)sum += a;return sum;}finally {banklock.unlock();}}public int size() {return accounts.length;} }

總結(jié)

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