Java并发小结01

Java并发小结01

主要参考自《实战Java高并发程序设计》。

需要知道的概念

- 同步与异步
- 并发与并行
- 临界区
- 阻塞与非阻塞
- 死锁、饥饿、活锁

同步与异步

同步：同步方法一旦被调用，必须等待方法返回后才能继续后续的行为。
异步：异步方法就像一个消息传递，被调用后方法会立即返回，调用者可以开始后续的行为。

并发与并行

并行：两个任务同时执行。
并发：一段时间内，多个任务在CPU交替执行，看似并行。

临界区

用来表示一种可以被多个线程使用的公共资源，但是一次只能一个线程使用。一旦临界区被占用，其他线程只能等待。
比如说打印机：一次只能打印一份文件，要是交替打印，那么打印出来的东西是不可用的。

阻塞与非阻塞

阻塞：一个线程占用了临界区资源，其他线程需要这个资源就得等待，等待会导致线程挂起，这就是阻塞。
非阻塞：与阻塞相反，没有一个线程可以导致其他线程阻塞，所有线程都不断尝试继续执行。

死锁、饥饿、活锁

死锁：两个或两个以上线程相互请求其他线程的资源，谁都执行不下去。
饥饿：一个线程因为种种原因一直获取不到需要的资源导致无法执行。
活锁：线程之间将资源相互推让而没有一个线程拿到资源继续执行。

并发级别

- 阻塞
- 无饥饿
- 无障碍
- 无锁
- 无等待

阻塞

使用synchronized关键字或重入锁，得到的就是阻塞的线程。

无饥饿

线程默认是不公平的（理论上优先满足优先级高的），会导致饥饿，公平锁解决饥饿问题。

无障碍

无障碍是一种最弱的非阻塞调度。两个线程如果无障碍地运行，那么不会因为临界区的问题导致一方被挂起。如果数据坏了就回滚，没有数据竞争就顺利完成工作，走出临界区。
无障碍有可能会因为数据冲突一直回滚，一种可行的无障碍实现可以依赖一个“一致性标记”来实现。

无锁

无锁的并行都是无障碍的。无锁的状态下，所有的线程都能尝试对临界区进行访问，不同的是，无锁的并发保证必然有一个线程能够在有限步内完成操作离开临界区。
会出现线程饥饿。
无锁的特点：可能会包含一个无穷循环。在这个循环中，线程会不断地尝试修改共享变量。如果没有冲突，修改成功，走人，否则继续尝试。

无等待

无锁只要求有一个线程在有限步内完成操作，而无等待则在无锁的基础上更近一步扩展。它要求所有线程都必须在有限步数内完成，这样就不会引起饥饿问题。

JMM

探讨一下java内存模型：原子性、可见性、有序性。

原子性：

一个操作是不可中断的。

可见性

一个线程修改了某个共享变量的值时，其他线程会立马知道这个修改。

有序性

程序在执行时，可能就进行指令排序，排序后的指令顺序与原指令顺序未必一致。
但是指令排序可以保证串行语义一致，不保证并行语义一致。

那些指令不能排序：Happen-Before原则

• 程序顺序原则：一个线程内保证语义的串行性。

• volatile 原则：volatile变量的写先于读发生，这保证了volatile变量的可见性。

• 锁规则：解锁（unlock）必然发生在随后的加锁（lock）前面。

• 传递性：A先于B，B先于C，那么A先于C。

• 线程的start（）方法先于它的每一个动作。

• 线程的中断（interrupt）先于被中断线程的代码。

• 对象的构造函数的执行、结束先于finalize（）方法。

个人小结：

这些都是概念性问题，如果第一次不太熟悉可以baidu一下进行理解。

作为《实战Java高并发程序设计》的一章，主要介绍了并发的一些概念性关键词，建议深入理解，后面的多线程并发操作都建立在这些概念之上。

其中第一章有一个小结介绍有关并行的两个定律我忽略了，感兴趣的可以自己去看： Amdahl定律和Gustafson定律。