08_13学习笔记

泛型的学习

1.是什么

集合中存储对象，防止了类型转换的繁琐步骤， 避免了在运行时出现ClassCastException。

2.如何工作的

类型擦除，编译器在编译时擦除了所有类型相关的信息，所以在运行时不存在任何类型相关的信息；

3. 泛型的使用

1. 限定通配符， <? extends T>,<? super T>
2. 非限定通配符<?>可以用任意类型来替代
3. Array,中不可以使用泛型；

容器的学习

设计模式

1. 迭代器模式，list通过，Iterable，实现迭代；
2. 适配器模式，Arrays.asList，通过转化Arrays为LIst；

ArrayList分析

1. 初始大小为10
2. 扩容1.5倍，Arrays.copyOf()，oldCapacity + (oldCapacity >> 1)
3. 删除同样， 复杂度O（n）
   1. Fail-Fast，modCount记录结构变化次数， 迭代序列化情况下，比较操作前后的modCount，如果改变就抛出，ConcurrentModificationException
4. 序列化， transient修饰则不会被序列化；

Vector

区别：

1. vector 是同步的
2. 扩容为两倍；

替代方案

1. Collections.synchronizedList();

2. CopyOnWriteArrayList

   1. 读多写少，
   2. 内存占用， 数据不一致

HashMap

链表数组，数组中每个格都是链表， 遇到hash冲突，就将冲突加到链表中；

1. transient Entry<k,v>[] table;
   

   链表类型的数组

2. 拉链法来解决冲突，同一个链表中存放哈希值和散列桶取模运算结果相同的 Entry（除留余数法）

三种解决hash冲突的方法：

1. 拉链法，
  	1. 计算键值对所在的桶；
  	2. 链表上顺序查找
2. 散列地址法
  	1. 线性，二次，伪随机法
3. 再hash法；

HashMap分析

1. 大小默认是16
2. 1.8以后，Table默认大小不小于64，链表长度等于8的时候转化为红黑树； 不使用头插法；

ConcurrentHashMap

1. segement分段，默认16，里面记录包含的kv数；

2. size操作只需统计segement中count包含的 kv对数；默认尝试三次；

并发

线程状态

1. 新建，
2. 可运行
3. 阻塞
4. 无限等待
5. 限期等待：阻塞， 和睡眠；
6. 死亡

使用

• 实现 Runnable 接口；
• 实现 Callable 接口；
• 继承 Thread 类。start启动重写run（）方法的线程

线程基础机制

1. Executor

主要有三种 Executor：

• CachedThreadPool：一个任务创建一个线程；
• FixedThreadPool：所有任务只能使用固定大小的线程；
• SingleThreadExecutor：相当于大小为 1 的 FixedThreadPool。

2. Daemon

   守护线程是程序运行时在后台提供服务的线程

3. Sleep

   休眠当前线程，可能抛出interruptedException

4. yield

   建议同等优先级的其他线程运行

中断

interrupt

interepted

互斥同步

1. synchronized
2. ReentrantLock

比较

1. 锁的实现

synchronized 是 JVM 实现的，而 ReentrantLock 是 JDK 实现的。

2. 性能

新版本 Java 对 synchronized 进行了很多优化，例如自旋锁等，synchronized 与 ReentrantLock 大致相同。

3. 等待可中断

当持有锁的线程长期不释放锁的时候，正在等待的线程可以选择放弃等待，改为处理其他事情。

ReentrantLock 可中断，而 synchronized 不行。

4. 公平锁

公平锁是指多个线程在等待同一个锁时，必须按照申请锁的时间顺序来依次获得锁。

synchronized 中的锁是非公平的，ReentrantLock 默认情况下也是非公平的，但是也可以是公平的。

5. 锁绑定多个条件

一个 ReentrantLock 可以同时绑定多个 Condition 对象。

无同步方案

1. 栈封闭：同一方法的局部变量，位于虚拟机栈中， 属于线程私有；
2. 线程本地储存（Thread Local Storage):web应用中， ThreadLocal， 实现线程本地储存功能；
3. 可重入代码： 不依赖存储在堆上的数据和公用的系统资源、用到的状态量都由参数中传入、不调用非可重入的方法等。

JUC AQS

1. CountDownLatch

   维护了一个计数器 cnt，每次调用 countDown() 方法会让计数器的值减 1，减到 0 的时候，那些因为调用 await() 方法而在等待的线程就会被唤醒。

2. CyclicBarrier

和 CountdownLatch 相似，都是通过维护计数器来实现的。线程执行 await() 方法之后计数器会减 1，并进行等待，直到计数器为 0，所有调用 await() 方法而在等待的线程才能继续执行。

3. Semaphore

Semaphore 类似于操作系统中的信号量，可以控制对互斥资源的访问线程数。

4. FutureTask
5. BlockingQueue
   1. FIFO 队列 ：LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue（固定长度）
   2. 优先级队列 ：PriorityBlockingQueue

锁优化

1. 轻量级锁
2. 自旋锁
3. 锁消除
4. 锁粗化
5. 偏向锁

java内存模型

主内存工作内存

缓存一致性：加入高速缓存来提高线程读写；

内存间交互

八个操作

• read：把一个变量的值从主内存传输到工作内存中
• load：在 read 之后执行，把 read 得到的值放入工作内存的变量副本中
• use：把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎
• assign：把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存的变量
• store：把工作内存的一个变量的值传送到主内存中
• write：在 store 之后执行，把 store 得到的值放入主内存的变量中
• lock：作用于主内存的变量
• unlock

内存三大特性

1. 原子性，操作的原子性；

   1. 原子类 AtomicInteger等
   2. synchronized
      1. 它对应的内存间交互操作为：lock 和 unlock，
      2. 在虚拟机实现上对应的字节码指令为 monitorenter 和 monitorexit。

2. 可见性

3. 有序性

   1. volatile通过添加内存屏障禁止指令重拍
   2. synchronized保证每个时刻只有一个线程在执行