并发编程@线程基础
* 解决脏读
* 造成脏读的原因是在写入数据(set)的时候，调用了读取数据(get)的方法，造成读到修改的数据的现象。
* 解决的办法是：使用synchronize同时对get方法和set方法加锁，这样set的时候就无法get
* 锁重入
* 概念：对于拿到某个锁的线程，它由可能再拿到其他的锁。对于它刚执行完并释放的锁，也有可能再次立即获得
* 对于同步块中抛异常的情况
* 如果同步块执行过程中捕获到了异常，如果由对其进行处理，则同步不会被打断，程序继续执行。如果抛出了异常，则同步块会被打断，线程拥有的该对象锁也会被释放
* 对于同步对象的要求
* 同步对象的引用只要没有变化，那么线程就视同步对象始终没变，它始终持有同一个对象锁，如果同步的对象引用发生改变，那么线程就认为它前后所持有的对象锁是不一样的
* 尽量不要对String常量加锁
* 原因：可能会出现死循环，字符串常量在常量池中只有一份对象，所以一把锁永远都会被同一个线程拿着不放
* vo la tile关键字
* 作用：让某个变量在多个线程间可见
* 原理：
1. 对于线程，线程共享同一个堆空间（主内存），这个堆空间保存着实际的对象。
2. 当某个线程启动并访问共享的堆空间变量的时候，它会开辟一块属于自己的空间，然后把堆空间中的变量复制一份放置到自己的空间中，然后读和取都对自己空间中的变量进行访问。至于线程何时把写如自己空间中的变量写到堆空间中，我们是无法控制的。
3. 当两个线程同时读取共享堆空间中的变量，它们会将变量复制一份，放到各自空间中。如果此时的变量被volatile修饰，那么：[划重点]
若变量被volatile修饰，当该变量的值改变时，会强制所有线程执行引擎去主内存，也就是堆空间重新读取一份
* 注意：volatile虽然具备可见性，但是不具备原子性，即当一个方法中由多个操作，多线程并发访问的时候可能会被打断
* 实例：volatiletest.RunThread
* atomicInteger
* 具备原子性的integer，保证在操作的时候，类型一直保持原子性
* 静态内部类实现单例模式
* 代码：
public class InnerSingleton {
// 声明一个静态的内部类，该内部类使用饿汉式方式来获取实例对象
private static class SingleTon {
private static SingleTon singleTon = new SingleTon();
}
// 声明一个静态方法来返回这个实例对象
public static SingleTon getSingleTon() {
return SingleTon.singleTon;
}
}
* 为什么要使用静态内部类来实现单例？
答：使用这种方法可以解决普通的饿汉式和懒汉式的弊端，对多线程并发访问的支持非常友好。
为什么不使用饿汉式？因为饿汉式类一加载就创建对象，这样影响性能，我们更希望在使用对象的时候才去加载它
* 用一句话描述一下静态内部类实现单例模式的做法
答：在类的内部
1. 声明一个静态的内部类，该内部类使用饿汉式方式来获取实例对象。
2. 声明一个静态方法来返回这个实例对象
* 并发类容器
* Hashtable Vector --> Collections.synchronizedMap() --> concurrentedHashMap
* 并发类容器
HashMap --> ConcurrentHashMap
TreeMap --> ConcurrentSkipListMap
Vector --> CopyOnWriteArrayList
--> CopyOnWriteArraySet
* ConcurrentHashMap内部实现
* 原理：
使用锁分段机制(16段segment)，每个段其实就是一个小的HashTable,各自都由自己的锁，只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。把一个整体分成16个段(segment)，也就是最高支持16个线程的并发修改操作。并且代码中大多共享变量，使用volatile关键字声明，目的是第一时间获取修改的内容，性能非常好
* 设计思想：
减小锁的粒度
* CopyOnWrite(COW)
* 概念：
是一种程序设计中的优化策略
CopyOnWrite即写时复制的容器。通俗的理解是当我们向一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行Copy，复制出一个新的容器，然后往新的容器里添加元素，添加元素后，再将原容器的引用指向新的容器。
这样做的好处是我们可以对CopyOnWrite容器进行并发的读，而不需要加锁，因为当前容器不会添加任何元素。
所以CopyOnWrite体现了一种读写分离的思想。
* 设计思想：
读写分离，读和写在不同的容器
* 适合应用：
由设计概念可知，它适合读多写少的情况下比较适合
* 并发Queue
* ConcurrentLinkedQueue -- 高性能无界无阻塞队列 -- 无锁
* 适合在高并发场景下的队列，通过无锁的方式，实现了高并发状态下的高性能。
* 通常ConcurrentLinkedQueue性能好于BlockingQueue
* 它是一个基于链接节点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则。头是最先加入的，尾是最近加入的，该队列不允许null元素
* 重要方法：
add()和offer(): 都是添加元素，在本容器中，两个方法无差别
poll()和peek(): 都是取头节点元素，区别：poll会删除元素，peek不会
* ArrayBlockingQueue -- 没有用到锁
* 基于数组的阻塞队列实现
* 在ArrayBlockingQueue内部维护了一个定长的数组，以便缓存队列的数据对象，其内部没实现读写分离，也就意味着生产和消费不能完全并行，长度是需要定义的，可以指定先进先出还是先进后出，也叫有界队列
* LinkedBlockingQueue -- 读写分离锁
* 基于链表的阻塞队列
* 同ArrayBlockingQueue类似，其内部也维持着一个数据缓冲队列(该队列由一个链表构成)，LinkBlockingQueue之所以能高效地处理并发数据，是因为其内部实现采用了分离锁(读与写分离两个锁)，从而实现生产者消费者的操作完全并行，它是一个无界队列
* 备注：如果初始化的时候指定了长度，它也会变成有界队列
* PriorityBlockingQueue -- 公平锁
* 基于优先级的阻塞队列(优先级的判断通过构造函数传入的Compator对象指定，也就是传入队列的对象必须实现Comparable接口)
* PriorityBlockingQueue内部控制线程同步的锁是公平锁，它是一个无界队列
* DelayQueue
* 带有延迟时间的Queue，其中的元素只有当其指定的延迟时间到了，才能够从队列中获取到该元素。
* DelayQuue元素必须实现Delayed接口，DelayQueue是一个无界队列
* 应用场景：
缓存超过时间对数据进行移除、任务超时处理、空闲链接的关闭
* SynchronousQueue
* 一种没有缓冲的队列，生产者产生的数据直接会被消费者获取并消费
* future设计模式
* 原理
* 当程序请求某个数据资源的时候，服务器返回该数据资源对象的一个类似代理的Furture对象作为请求结果，程序就无需等待获取数据，可以继续运行。
* 服务器返回FurtureData后，自己偷偷去请求获得真实数据，并将真实的数据设置进FutrueData中，这时候程序如果要请求结果，就可以通过FurtureData获得真实数据
* 实例：查看练习
* 实现：
* Master-Worker设计模式
* 核心思想：
* 系统由两类进程协作工作，Master进程和Worker进程。
* Master负责接收和分配任务，Worker负责处理子任务
* 当各个Worker子进程处理完成后，会将结果返回给Master，由Master归纳和总结
* 其好处是能将大任务分解成若干个小任务，并行执行，从而提高系统的吞吐量
线程池：
减少来回切换线程池
复用
减少创建线程时的消耗
