01 | Lock和Condition：隱藏在并發(fā)包中的管程?
在并發(fā)編程領域，有兩大核心問題：一個是互斥，即同一時刻只允許一個線程訪問共享資源；另一個是同步，即線程之間如何通信、協(xié)作。
Java SDK 并發(fā)包通過 Lock 和 Condition 兩個接口來實現(xiàn)管程，其中 Lock 用于解決互斥問題，Condition 用于解決同步問題。
Java 語言本身提供的 synchronized 也是管程的一種實現(xiàn)，既然 Java 從語言層面已經(jīng)實現(xiàn)了管程了，那為什么還要在 SDK 里提供另外一種實現(xiàn)呢？
再造管程的理由
1、能夠相應中斷。
2、支持超時。
3、非阻塞地獲取鎖。
如何保證可見性，代碼如下
它是利用了 volatile 相關的 Happens-Before 規(guī)則。Java SDK 里面的 ReentrantLock，內(nèi)部持有一個 volatile 的成員變量 state，獲取鎖的時候，會讀寫 state 的值；解鎖的時候，也會讀寫 state 的值（簡化后的代碼如下面所示）。也就是說，在執(zhí)行 value+=1 之前，程序先讀寫了一次 volatile 變量 state，在執(zhí)行 value+=1 之后，又讀寫了一次 volatile 變量 state。根據(jù)相關的 Happens-Before 規(guī)則：順序性規(guī)則：對于線程 T1，value+=1 Happens-Before 釋放鎖的操作 unlock()；volatile 變量規(guī)則：由于 state = 1 會先讀取 state，所以線程 T1 的 unlock() 操作 Happens-Before 線程 T2 的 lock() 操作；傳遞性規(guī)則：線程 T1 的 value+=1 Happens-Before 線程 T2 的 lock() 操作。
什么是可重入鎖
ReentrantLock，可重入鎖。線程可以重復獲取同一把鎖。
可重入函數(shù)，指的是多個線程可以同時調(diào)用該函數(shù)，每個線程都能得到正確結果；同時在一個線程內(nèi)支持線程切換，無論被切換多少次，結果都是正確的。
公平鎖與非公平鎖
用鎖的最佳實踐
永遠只在更新對象的成員變量時加鎖
永遠只在訪問可變的成員變量時加鎖
永遠不在調(diào)用其他對象的方法時加鎖
02 |?Executor與線程池：如何創(chuàng)建正確的線程池？
線程是一個重量級的對象，應該避免頻繁創(chuàng)建和銷毀。
線程池是一種生產(chǎn)者 - 消費者模式
線程池的使用方是生產(chǎn)者，線程池本身是消費者。
如何使用 Java 中的線程池
最核心的是 ThreadPoolExecutor，它強調(diào)的是 Executor，而不是一般意義上的池化資源。
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)
把線程池類比為一個項目組，而線程就是項目組的成員。
corePoolSize：表示線程池保有的最小線程數(shù)。有些項目很閑，但是也不能把人都撤了，至少要留 corePoolSize 個人堅守陣地。
maximumPoolSize：表示線程池創(chuàng)建的最大線程數(shù)。當項目很忙時，就需要加人，但是也不能無限制地加，最多就加到 maximumPoolSize 個人。當項目閑下來時，就要撤人了，最多能撤到corePoolSize 個人。
keepAliveTime & unit：上面提到項目根據(jù)忙閑來增減人員，那在編程世界里，如何定義忙和閑呢？很簡單，一個線程如果在一段時間內(nèi)，都沒有執(zhí)行任務，說明很閑，keepAliveTime 和 unit 就是用來定義這個“一段時間”的參數(shù)。也就是說，如果一個線程空閑了keepAliveTime & unit這么久，而且線程池的線程數(shù)大于 corePoolSize ，那么這個空閑的線程就要被回收了。
workQueue：工作隊列，和上面示例代碼的工作隊列同義。
threadFactory：通過這個參數(shù)你可以自定義如何創(chuàng)建線程，例如你可以給線程指定一個有意義的名字。handler：通過這個參數(shù)你可以自定義任務的拒絕策略。如果線程池中所有的線程都在忙碌，并且工作隊列也滿了（前提是工作隊列是有界隊列），那么此時提交任務，線程池就會拒絕接收。至于拒絕的策略，你可以通過 handler 這個參數(shù)來指定。
ThreadPoolExecutor 已經(jīng)提供了以下 4 種策略。CallerRunsPolicy：提交任務的線程自己去執(zhí)行該任務。AbortPolicy：默認的拒絕策略，會 throws RejectedExecutionException。DiscardPolicy：直接丟棄任務，沒有任何異常拋出。DiscardOldestPolicy：丟棄最老的任務，其實就是把最早進入工作隊列的任務丟棄，然后把新任務加入到工作隊列。
使用線程池要注意些什么
考慮到 ThreadPoolExecutor 的構造函數(shù)實在是有些復雜，所以 Java 并發(fā)包里提供了一個線程池的靜態(tài)工廠類 Executors，利用 Executors 你可以快速創(chuàng)建線程池。但是Executors并不建議使用 Executors 的最重要的原因是：Executors 提供的很多方法默認使用的都是無界的 LinkedBlockingQueue，高負載情境下，無界隊列很容易導致 OOM，而 OOM 會導致所有請求都無法處理，這是致命問題。所以強烈建議使用有界隊列。
03 | Future獲取任務執(zhí)行結果
Future獲取任務執(zhí)行結果。（ThreadPoolExecutor 繼承AbstractExecutorService抽象類，AbstractExecutorService類中有submit。）
Java 通過 ThreadPoolExecutor 提供的 3 個 submit() 方法和 1 個 FutureTask 工具類來支持獲得任務執(zhí)行結果的需求。這3 個 submit() 方法的方法簽名如下：
提交 Runnable 任務 submit(Runnable task) ：這個方法的參數(shù)是一個 Runnable 接口，Runnable 接口的 run() 方法是沒有返回值的，所以 submit(Runnable task) 這個方法返回的 Future 僅可以用來斷言任務已經(jīng)結束了，類似于 Thread.join()。
提交 Callable 任務 submit(Callable?task)：這個方法的參數(shù)是一個 Callable 接口，它只有一個 call() 方法，并且這個方法是有返回值的，所以這個方法返回的 Future 對象可以通過調(diào)用其 get() 方法來獲取任務的執(zhí)行結果。
提交 Runnable 任務及結果引用 submit(Runnable task, T result)：這個方法很有意思，假設這個方法返回的 Future 對象是 f，f.get() 的返回值就是傳給 submit() 方法的參數(shù) result。需要你注意的是 Runnable 接口的實現(xiàn)類 Task 聲明了一個有參構造函數(shù) Task(Result r) ，創(chuàng)建 Task 對象的時候傳入了 result 對象，這樣就能在類 Task 的 run() 方法中對 result 進行各種操作了。result 相當于主線程和子線程之間的橋梁，通過它主子線程可以共享數(shù)據(jù)。
Future 接口有 5 個方法，我都列在下面了，它們分別是取消任務的方法 cancel()、判斷任務是否已取消的方法 isCancelled()、判斷任務是否已結束的方法 isDone()以及2 個獲得任務執(zhí)行結果的 get() 和 get(timeout, unit)，其中最后一個 get(timeout, unit) 支持超時機制。通過 Future 接口的這 5 個方法你會發(fā)現(xiàn)，我們提交的任務不但能夠獲取任務執(zhí)行結果，還可以取消任務。不過需要注意的是：這兩個 get() 方法都是阻塞式的，如果被調(diào)用的時候，任務還沒有執(zhí)行完，那么調(diào)用 get() 方法的線程會阻塞，直到任務執(zhí)行完才會被喚醒。
FutureTask 實現(xiàn)了 Runnable 和 Future 接口
由于實現(xiàn)了 Runnable 接口，所以可以將 FutureTask 對象作為任務提交給 ThreadPoolExecutor 去執(zhí)行，也可以直接被 Thread 執(zhí)行；又因為實現(xiàn)了 Future 接口，所以也能用來獲得任務的執(zhí)行結果。
總結如下：Executor（ThreadPoolExecutor核心類）就是Runnable和Callable的調(diào)度容器，F(xiàn)uture（FutureTask?）就是對于具體的Runnable或者Callable任務的執(zhí)行結果進行取消、查詢是否完成、獲取結果、設置結果操作。
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