学习笔记8——JUC入门基础知识

学习笔记系列开头惯例发布一些寻亲消息

链接：https://baobeihuijia.com/bbhj/contents/3/199561.html

• 进程和线程:进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位

  • 进程和线程的主要区别（总结）_进程和线程的区别-CSDN博客
  • 进程和线程的区别(超详细)-CSDN博客
  • 在操作系统中能同时运行多个进程（程序）；而在同一个进程（程序）中有多个线程同时执行
  • 一个进程中可以有多个线程，多个线程共享进程的堆和**方法区 (JDK1.8 之后的元空间)*资源，但是每个线程有自己的*程序计数器、虚拟机栈 和 本地方法栈

• 并行和并发（从cpu的角度划分）

  • 并发：任务调度器使得CPU在同一段时间执行不同的任务,微观串行，宏观并行
  • 并行：在同一时刻cpu做多件事情的能力

• 异步同步（从方法的角度划分）

  • 方法的执行需要等待别的结果返回，就是同步
  • 不需要等待别的方法结果返回，就是异步

• 三种方法创建线程

  # 方法一
  Thread t = new Thread(){
  	public void run(){
  		xxxxx;
  	}
  };
  t.setName("t1")
  t.start();
  
  # 方法二
  Runnable r = new Runnable(){
  	public void run(){
  		xxxxxx;
  	}
  }
  Thread t = new Thread(r,"t2")
  t.start();
  
  # 方法三：简化lambda
  Runnable t = ()->{xxxxx;};
  Thread t = new Thread(r,"t2")
  t.start();
  
  # FutureTask是带有返回值的Runnable
  

  # windows
  tasklist 查看所有进程
  jps 显示所有的java进程
  taskkill 杀死某个进程
  
  # linux
  ps -fe 查看所有的命令进程
  ps -fe | grep java   筛选带有Java的
  jps 列出java进程
  kill 4202  杀死进程
  top 查看进程信息
  top -H -p 4262 查看该进程的线程信息
  jstack 4262 查看某个时刻的线程信息
  

• 字节码放到方法区（二进制格式）

• jvm启动main线程，并分配main栈帧

• 线程上下文切换：cpu不再执行当前线程，转而执行另一个线程代码
  • 线程的cpu时间片用完
  • 垃圾回收
  • 有更高优先级的线程
  • 线程自己调用sleep，yield，wait，join，park，synchronized，lock方法
• context switch的时候，需要操作系统保存当前线程的状态，包括：
  • 程序计数器、虚拟机栈中每个栈帧的信息（局部变量、操作数栈、返回地址）

• 知识点

  • start 和 run 的区别（start是由别的线程调用从而启动A线程的，调用后不会影响该线程的本身进度，run是由线程A分配到cpu后才执行的）

  • sleep和yield

    • sleep就是放弃了cpu的使用，进入TIMED_WAITING阻塞状态
    • yield：让线程从RUNNABLE变为RUNNABLE 就绪状态
    • 在哪个线程下写 thread.sleep就是休眠哪个线程
    • 状态: NEW — RUNNABLE(可以被cpu调用的) — TIMED_WAITING (休眠)
    • 区别：cpu仍然会考虑yield，但是不会考虑sleep

  • 线程优先级setPriority：只是一个提示，调度器可以忽略这个信号

  • join：等待线程运行结束，哪个线程调用就等待哪个线程

  • join（时间）：等待 min（时间，线程执行时间）

  • interrupt

    • 打断阻塞状态：sleep wait join 这些打断后isInterrupted重新置为false（打断后不能立即查看，需要等打断进入到异常块才能看到重置为false）

      public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
          Thread t1 = new Thread(() -> {
              log.debug("sleep...");
              try {
                  Thread.sleep(5000); // wait, join
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          },"t1");
      
          t1.start();
          Thread.sleep(1000);
          log.debug("interrupt");
          t1.interrupt();
          // 这里如果没有等，可能还没有等t1重置为false就打印出true
          Thread.sleep(1000);
          log.debug("打断标记:{}", t1.isInterrupted());
      }
      

    • 打断正常状态：isInterrupted置为true，但是线程不会结束，需要自己再去判断是否真的要停止，获得currentThread(). isInterrupted 判断是否为true

      @Slf4j(topic = "c.Test12")
      public class Test12 {
      
          public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
              Thread t1 = new Thread(() -> {
                  while(true) {
                      boolean interrupted = Thread.currentThread().isInterrupted();
                      // 没有判断的话就一直不会停止
                      if(interrupted) {
                          log.debug("被打断了, 退出循环");
                          break;
                      }
                  }
              }, "t1");
              t1.start();
      
              Thread.sleep(1000);
              log.debug("interrupt");
              t1.interrupt();
          }
      }
      

  • 两阶段终止模式（A线程如何优雅的停止B线程）
    

    ```
    @Slf4j(topic = "c.TwoPhaseTermination")
    class TwoPhaseTermination {
        // 监控线程
        private Thread monitorThread;
        // 停止标记
        private volatile boolean stop = false;
        // 判断是否执行过 start 方法
        private boolean starting = false;
    
        // 启动监控线程
        public void start() {
            synchronized (this) {
                if (starting) { // false
                    return;
                }
                starting = true;
            }
            monitorThread = new Thread(() -> {
                while (true) {
                    Thread current = Thread.currentThread();
                    // 是否被打断
                    if (stop) {
                        log.debug("料理后事");
                        break;
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                        log.debug("执行监控记录");
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                }
            }, "monitor");
            monitorThread.start();
        }
    
        // 停止监控线程
        public void stop() {
            stop = true;
            monitorThread.interrupt();
        }
    }
    ```
    

  • park：代码会停止在执行park()的这一行，遇到interrupt后才会继续（标记为true），且以后再遇到park也不会停止，除非再次重置为false

  • 不推荐用的：

    • stop：强制让线程停止，即线程的资源可能还未被释放
    • suspend：挂起线程
    • resume 恢复线程运行

  • 主线程和守护线程：只要其他非守护线程结束，那么即使守护线程没有运行结束，也会停止运行（垃圾回收线程）

    t1.setDaemon(true); //设置守护线程
    

  • 线程的状态（操作系统层面）

    • 初始状态：仅语言层面创建线程对象，与操作系统未关联
    • 可运行状态：cpu可以调度
    • 运行状态：获取了cpu时间片
    • 阻塞：
    • 终止状态

  • 线程六种状态（java层面）

    • 初始状态：new但是尚未start
    • RUNNABLE:start之后线程的运行状态，可运行状态，阻塞状态
    • BLOCKED：拿不到锁
    • WAITING：join
    • TIMED_WAITING:sleep
    • TERMINATED：终止

    package cn.itcast.n3;
    
    import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    
    import java.io.IOException;
    
    @Slf4j(topic = "c.TestState")
    public class TestState {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            Thread t1 = new Thread("t1") {
                @Override
                public void run() {
                    log.debug("running...");
                }
            };
    
            Thread t2 = new Thread("t2") {
                @Override
                public void run() {
                    while(true) { // runnable
    
                    }
                }
            };
            t2.start();
    
            Thread t3 = new Thread("t3") {
                @Override
                public void run() {
                    log.debug("running...");
                }
            };
            t3.start();
    
            Thread t4 = new Thread("t4") {
                @Override
                public void run() {
                    synchronized (TestState.class) {
                        try {
                            Thread.sleep(1000000); // timed_waiting
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            };
            t4.start();
    
            Thread t5 = new Thread("t5") {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        t2.join(); // waiting
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            t5.start();
    
            Thread t6 = new Thread("t6") {
                @Override
                public void run() {
                    synchronized (TestState.class) { // blocked
                        try {
                            Thread.sleep(1000000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            };
            t6.start();
    
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.debug("t1 state {}", t1.getState());
            log.debug("t2 state {}", t2.getState());
            log.debug("t3 state {}", t3.getState());
            log.debug("t4 state {}", t4.getState());
            log.debug("t5 state {}", t5.getState());
            log.debug("t6 state {}", t6.getState());
            System.in.read();
        }
    }
    

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