多线程笔记
1.线程的6种状态（Thread.State）
（1）New（新创建）：
new新线程，还未运行。
（2）Runnable（可运行）
调用start方法后。
（3）Blocked（被阻塞）
当前线程试图获取内部的对象锁但该锁被其他线程持有时，该线程进入阻塞状态；当其他线程释放该锁，且线程调度器允许本线程持有它的时候变成非阻塞状态。
（4）Waiting（等待）
当线程等待另一个线程通知线程调度器某个条件时，它自己进入等待状态。如执行（Object）wait、（Thread）join方法 ，或是等待java.util.concurrent库中的Lock或Condition时。
（5）Timed Waiting（计时等待）lock
执行带有超时参数的方法时，如（Thread）sleep、（Object）wait、（Thread）join、（Lock）tryLock、（Condition）await。
（6）Terminated（终止）
a.run方法正常退出而自然死亡；
b.由于未捕获的异常导致run方法异常退出而意外死亡。
2.线程属性
2.1线程优先级
MIN_PRIORITY=1，MAX_PRORITY=10，NORM_PRIORITY=5
当线程调度器有机会选择新线程时，优先选择优先级高的。
线程优先级是高度依赖于宿主系统的，Java线程优先级映射到宿主系统时可能更多也可能更少。
2.2守护线程
setDaemon(true);//为其他线程提供服务；在线程启动之前调用
注：守护线程应该永远不去访问固有资源，如文件、数据库等，因为它可能会在任何时候甚至一个操作的中间发生中断。
2.3未捕获异常处理器
线程的run方法不能抛出任何被检测的异常，而未检测异常又会导致线程终止。
不需要用catch处理可以被传播的异常，在线程死亡之前，异常被传递到一个用于未捕获异常的处理器。
3.同步
3.1原因：多线程共享同一数据
3.2实现方式
方式（一）synchronizd关键字
方式（二）java.util.concurrent.locks.Lock接口，实现类有：
- ReentrantLock
- ReentrantReadWriteLock.ReadLock
- ReentrantReadWriteLock.WriteLock
注：解锁（unlock）语句应在finally块中。
3.3锁对象
Reentrantlock();
锁是可重入的，即线程可以重复获得已持有的锁，锁保持一个持有计数来跟踪lock方法的嵌套调用。
3.4条件对象（条件变量）
原因：要用一个变量来管理那些已进入临界区，即获得了锁却不能做有用工作的线程。
Condition c=bankLock.newCondition();
当条件不满足时，调用c.await()方法，线程进入该条件的等待集。
注意与等待锁的线程区分：当锁可用时，该线程不能马上解除阻塞，相反，它要阻塞直到其他线程调用同一条件的signalAll()方法。
signal()方法随机解除等待集中某个线程的阻塞状态。
小结：
提供高度的锁定控制。
- 锁用来保护代码片段，任何时刻只能有一个线程执行被保护的代码；
- 锁可以管理试图进入被保护代码段的线程；
- 锁可以拥有一个或多个相关的条件对象；
- 每个条件对象管理那些已进入被保护代码段但还不能运行的线程。
3.5 synchronized关键字
Java中的每个对象都有一个内部锁，并且该锁有一个内部条件。
wait()/notifyAll()方法相当于condition.await()/signalAll()方法。
静态方法也可以声明为synchronized（类对象的内部锁）。
所以，synchronized静态方法有什么意义吗？
内部锁和条件的局限性：
- 不能中断一个正在试图获得锁的线程；
- 试图获得锁时不能设定超时；
- 每个锁仅有单一条件，可能是不够的。
建议：既不使用Lock/Condition，也不实用synchronized；推荐使用java.util.concurrent 包中的一种机制。
3.6 同步阻塞
synchronized(obj){
...
obj.method1();
obj.method2();
}
又叫客户端锁定，必须保证(obj)类的所有可修改方法都使用内部锁。
因此，该方法很脆弱，不推荐使用。
3.7 监视器
在程序员不需要考虑如何加锁的情况下保证多线程安全。
监视器的特性：
- 监视器是只包含私有域的类；
- 每个监视器类的对象有一个相关的锁；
- 使用该锁对所有的方法进行加锁；
- 该锁可以有任意多个相关条件。
Java对象的synchronized类似监视器，但不同（安全性下降）：
- 域不要求必须是private；
- 方法不要求必须是synchronized；
- 内部锁对客户是可用的。
3.8 volatile域
提供一种免锁机制；编译器和虚拟机知道该域可能被另一个线程并发更新。
不提供原子性。
3.9 原子性
如果对共享对象除了赋值之外没有别的操作，可以将其声明为volatile。
3.10 死锁
两个或两个以上的线程在执行过程中，因争夺资源而产生的一种互相等待的现象。
产生死锁的4个必要条件：
- 互斥条件：一个资源同时只能有一个线程访问；
- 请求与保持条件：一个线程请求阻塞时，对于已获得的资源保持不放；
- 不可剥夺条件：一个线程获得的资源在只用完之前不能被剥夺，只能在使用完毕后释放；
- 循环等待条件：若干线程形成头尾相接的循环等待资源关系。
解决死锁的方法：
- 预防死锁：设置限制条件，破坏产生死锁的必要条件（之一）；效率降低；
- 死锁避免：允许前三个必要条件，但通过明智的选择确保永远不会到达死锁点；比死锁预防允许更多的并发；
- 死锁检测：不须采取任何限制措施，允许发生死锁。但通过系统设置的检测机构及时检测死锁的发生，并精确地确定死锁相关的线程和资源，采取相关措施将死锁清除；
- 死锁解除：与死锁检测相配套，常用方法：撤销或挂起一些线程，以便回收资源分配给已阻塞的线程；死锁检测和解除会获得较好的资源利用率和吞吐量，但实现难。
3.11 读写锁
- java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock
对所有的获取方法加读锁——readLock()
对所有的修改方法加写锁——writeLock()
4. 阻塞队列
生产者、消费者
多线程程序中，使用不会抛出异常的poll、peek和offer方法。
- java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue<E> 容量无上界，但也可以指定最大容量。
- java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque<E> 双端版本
- java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue<E> 构造时需要指定容量，并且有一个可选参数用来指定是否需要公平性。
- java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue<E> 是优先级队列，而非先进先出。
5.线程安全的集合
java.util.concurrent包提供了映射表、有序集和队列的高效实现，如：
- java.util.concurrent.ConcurrentHashMap<K,V>
- java.util.concurrent.ConcurrentSkipListMap<K,V>
- java.util.concurrent.ConcurrentSkipListSet<E>
- java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue<E>
并发的散列表可以高效的支持大量读者和一定数量的写者；保证原子性。
6.执行器
线程池（Thread pool）：程序中创建了大量生命期很短的线程时使用；减少并发线程的数目。
将一个Runnable对象交给线程池，就会有一个线程调用run方法。
执行器（Executor）类有许多静态工厂方法用来构建线程池。
