進(jìn)程和線(xiàn)程

都是一段可執(zhí)行的代碼，進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位，線(xiàn)程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，它是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，線(xiàn)程自己基本上不擁有系統(tǒng)資源，只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中不可少的資源。一個(gè)進(jìn)程可擁有多個(gè)線(xiàn)程，多個(gè)線(xiàn)程共享這個(gè)進(jìn)程上的全部資源。進(jìn)程和線(xiàn)程都是一個(gè)時(shí)間段的描述，是CPU工作時(shí)間段的描述。

實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程的三種方式

使用內(nèi)核線(xiàn)程實(shí)現(xiàn)、使用用戶(hù)線(xiàn)程實(shí)現(xiàn)、使用用戶(hù)線(xiàn)程加輕量級(jí)進(jìn)程混合實(shí)現(xiàn)。
內(nèi)核線(xiàn)程：直接由操作系統(tǒng)內(nèi)核支持的線(xiàn)程，內(nèi)核通過(guò)操縱調(diào)度器對(duì)線(xiàn)程進(jìn)行調(diào)度，并負(fù)責(zé)將線(xiàn)程的任務(wù)映射到各個(gè)處理器上，每個(gè)內(nèi)核線(xiàn)程可以視為內(nèi)核的一個(gè)分身，這樣操作系統(tǒng)就有能力同時(shí)處理多件事情，支持多線(xiàn)程的內(nèi)核就叫做多線(xiàn)程內(nèi)核。程序一般不會(huì)直接去使用內(nèi)核線(xiàn)程，而是去使用內(nèi)核線(xiàn)程的一種高級(jí)接口——輕量級(jí)進(jìn)程。輕量級(jí)進(jìn)程就是我們通常意義上所講的線(xiàn)程。

狹義上用戶(hù)線(xiàn)程指完全建立在用戶(hù)空間的線(xiàn)程庫(kù)上，系統(tǒng)內(nèi)核不能感知線(xiàn)程存在的實(shí)現(xiàn)。如果程序?qū)崿F(xiàn)得當(dāng)，這種線(xiàn)程不需要切換到內(nèi)核態(tài)，因此操作可以是非?？焖偾业拖牡摹?/p>

3.使用用戶(hù)線(xiàn)程加輕量級(jí)進(jìn)程混合實(shí)現(xiàn)

線(xiàn)程調(diào)度是指系統(tǒng)的線(xiàn)程分配處理器使用權(quán)的過(guò)程，主要調(diào)度方式有兩種：協(xié)同式線(xiàn)程調(diào)度、搶占式線(xiàn)程調(diào)度。
6種線(xiàn)程狀態(tài)：新建（new）、運(yùn)行（Runnable）、無(wú)限期等待（Waiting）、限期等待、阻塞、結(jié)束。
阻塞：“阻塞狀態(tài)”和“等待狀態(tài)”的區(qū)別是：“阻塞狀態(tài)”在等待著獲取到一個(gè)排他鎖，這個(gè)事件將在另外一個(gè)線(xiàn)程放棄這個(gè)鎖的時(shí)候發(fā)生；而“等待狀態(tài)”則是在等待一段時(shí)間，或者喚醒動(dòng)作的發(fā)生，在程序等待進(jìn)入同步區(qū)域的時(shí)候，線(xiàn)程將進(jìn)入這種狀態(tài)。

線(xiàn)程安全與鎖優(yōu)化

java語(yǔ)言中各種操作共享的數(shù)據(jù)分為5類(lèi)：不可變、絕對(duì)線(xiàn)程安全、相對(duì)線(xiàn)程安全、線(xiàn)程兼容和線(xiàn)程對(duì)立。
相對(duì)線(xiàn)程安全：我們?cè)谡{(diào)用的時(shí)候不需要做額外的保障措施，但是對(duì)于一些特定順序的連續(xù)調(diào)用，就可能需要在調(diào)用端使用額外的同步手段來(lái)保證調(diào)用的正確性。
線(xiàn)程兼容：指對(duì)象本身并不是線(xiàn)程安全的，但是可以通過(guò)在調(diào)用端正確地使用同步手段來(lái)保證對(duì)象在并發(fā)環(huán)境中可以安全地使用。
1）互斥同步：同步是指在多個(gè)線(xiàn)程并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)共享數(shù)據(jù)時(shí)，保證共享數(shù)據(jù)在同一個(gè)時(shí)刻只被一個(gè)線(xiàn)程使用，而互斥是實(shí)現(xiàn)同步的一種手段，臨界區(qū)、互斥量和信號(hào)量都是主要的互斥實(shí)現(xiàn)方式。synchronized同步塊對(duì)同一條線(xiàn)程來(lái)說(shuō)是可重入的，不會(huì)出現(xiàn)自己把自己鎖死的問(wèn)題，其次，同步塊在已進(jìn)入的線(xiàn)程執(zhí)行完之前，會(huì)阻塞后面其他線(xiàn)程的進(jìn)入。
除了synchronized，還可以使用java.util.concurrent包中的重入鎖（Reentrantlock）來(lái)實(shí)現(xiàn)同步。
2）非阻塞同步
3）無(wú)同步方案：1、可重入代碼：相對(duì)線(xiàn)程安全來(lái)說(shuō)，可重入更基本的特征，它可以保證線(xiàn)程安全，即所有的可重入的代碼都是線(xiàn)程安全的，但是并非所有的線(xiàn)程安全的代碼都是可重入的。
2、線(xiàn)程本地存儲(chǔ)

volatile關(guān)鍵字的作用

1、保證此變量對(duì)所有線(xiàn)程的可見(jiàn)性，可見(jiàn)性指當(dāng)一條線(xiàn)程修改了這個(gè)變量的值，新值對(duì)于其他線(xiàn)程來(lái)說(shuō)是可以立即得到的。

深入理解Java線(xiàn)程池

如果并發(fā)的線(xiàn)程數(shù)量很多，并且每個(gè)線(xiàn)程都是執(zhí)行一個(gè)時(shí)間很短的任務(wù)就結(jié)束了，這樣頻繁創(chuàng)建線(xiàn)程就會(huì)大大降低系統(tǒng)的效率，因?yàn)轭l繁創(chuàng)建線(xiàn)程和銷(xiāo)毀線(xiàn)程需要時(shí)間。
Java中通過(guò)線(xiàn)程池來(lái)達(dá)到使線(xiàn)程可以復(fù)用，就是執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，并不被銷(xiāo)毀，而是可以繼續(xù)執(zhí)行其他的任務(wù)，核心ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor類(lèi)中有幾個(gè)非常重要的方法：execute()、submit()、shutdown()、shutdownNow()。
execute()是核心方法。本是Executor中聲明的方法，通過(guò)該方法可以向線(xiàn)程池提交一個(gè)任務(wù)，交由線(xiàn)程池去執(zhí)行。
corePoolSize：核心池大小（即線(xiàn)程池中的線(xiàn)程數(shù)目大于這個(gè)參數(shù)時(shí)，提交的任務(wù)會(huì)被放進(jìn)任務(wù)緩存隊(duì)列）。
maximumPoolSize：線(xiàn)程池最大能容納的線(xiàn)程數(shù)。

任務(wù)提交給線(xiàn)程池之后的處理策略：

1）如果當(dāng)前線(xiàn)程池中的線(xiàn)程數(shù)目小于corePoolSize，則每來(lái)一個(gè)任務(wù)，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程去執(zhí)行這個(gè)任務(wù)；
2）如果當(dāng)前線(xiàn)程池中的線(xiàn)程數(shù)目>=corePoolSize，則每來(lái)一個(gè)任務(wù)，會(huì)嘗試將其添加到任務(wù)緩存隊(duì)列當(dāng)中，若添加成功，則該任務(wù)會(huì)等待空閑線(xiàn)程將其取出去執(zhí)行；若添加失?。ㄒ话銇?lái)說(shuō)就是任務(wù)緩存隊(duì)列已滿(mǎn)），則會(huì)嘗試創(chuàng)建新的線(xiàn)程去執(zhí)行這個(gè)任務(wù)。
3）如果當(dāng)前線(xiàn)程中的線(xiàn)程數(shù)目達(dá)到maximumPoolSize，則會(huì)采取任務(wù)拒絕策略進(jìn)行處理。
4）如果線(xiàn)程池中的線(xiàn)程數(shù)量大于corePoolSize時(shí)，如果某線(xiàn)程空閑時(shí)間超過(guò)keepAliveTime，線(xiàn)程將被終止，直至線(xiàn)程池中的線(xiàn)程數(shù)目不大于corePoolSize，如果允許為核心池中的線(xiàn)程設(shè)置存活時(shí)間，那么核心池中的線(xiàn)程空閑時(shí)間超過(guò)keepAliveTime，線(xiàn)程池也會(huì)被終止。

實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一種是繼承Thread類(lèi)，另一種是實(shí)現(xiàn)Runnable接口。
實(shí)現(xiàn)Runnable接口相比繼承Thread類(lèi)有如下優(yōu)勢(shì)：

• 可以避免由于Java的單繼承特性而帶來(lái)的局限；
• 增強(qiáng)程序的健壯性，代碼能夠被多個(gè)程序共享，代碼與數(shù)據(jù)是獨(dú)立的；
• 適合多個(gè)相同程序代碼的線(xiàn)程區(qū)處理同一資源的情況。
  Java5之后出現(xiàn)第三種方式：實(shí)現(xiàn)Callable接口。

線(xiàn)程中斷

當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程運(yùn)行時(shí)，另一線(xiàn)程可以調(diào)用對(duì)應(yīng)的Thread對(duì)象的interrupt()方法來(lái)中斷它，該方法只是在目標(biāo)線(xiàn)程中設(shè)置一個(gè)標(biāo)志，表示它已經(jīng)被中斷，并立即返回。

yield和join方法的使用

1）join方法用線(xiàn)程對(duì)象調(diào)用，如果在一個(gè)線(xiàn)程A中調(diào)用另一個(gè)線(xiàn)程B的join方法，線(xiàn)程A將會(huì)等待線(xiàn)程B執(zhí)行完畢后再執(zhí)行。
2）yield方法可以直接用Thread類(lèi)調(diào)用，yield讓出CPU執(zhí)行權(quán)給同等級(jí)的線(xiàn)程，如果沒(méi)有相同級(jí)別的線(xiàn)程在等待CPU的執(zhí)行權(quán)，則該線(xiàn)程繼續(xù)執(zhí)行。

兩類(lèi)線(xiàn)程

Java中有兩類(lèi)線(xiàn)程：User Thread（用戶(hù)線(xiàn)程）和Daemon Thread（守護(hù)線(xiàn)程）
用戶(hù)線(xiàn)程即運(yùn)行在前臺(tái)的線(xiàn)程，而守護(hù)線(xiàn)程是運(yùn)行在后臺(tái)的線(xiàn)程。
守護(hù)線(xiàn)程作用是為其他前臺(tái)線(xiàn)程的運(yùn)行提供便利服務(wù)，而且僅在普通、非守護(hù)線(xiàn)程仍然運(yùn)行時(shí)才需要。垃圾回收線(xiàn)程就是一個(gè)守護(hù)線(xiàn)程。
可以用Thread的setDaemon(true)方法設(shè)置當(dāng)前線(xiàn)程為守護(hù)線(xiàn)程。
不要在守護(hù)線(xiàn)程中執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯操作（比如對(duì)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)等）。
1、setDaemon(true)必須在調(diào)用線(xiàn)程的start()方法之前設(shè)置；
2、在守護(hù)線(xiàn)程中產(chǎn)生的新線(xiàn)程也是守護(hù)線(xiàn)程；
3、不要認(rèn)為所有的應(yīng)用都可以分配給守護(hù)線(xiàn)程來(lái)進(jìn)行服務(wù)，比如讀寫(xiě)操作或者計(jì)算邏輯。

線(xiàn)程阻塞

線(xiàn)程可以阻塞于四種狀態(tài)：
1、當(dāng)線(xiàn)程執(zhí)行Thread.sleep()時(shí)，它一直阻塞到指定的毫秒時(shí)間之后，或者阻塞被另一個(gè)線(xiàn)程打斷；
2、當(dāng)線(xiàn)程碰到一條wait()語(yǔ)句時(shí)，它會(huì)一直阻塞到接到通知(notify)、被中斷或經(jīng)過(guò)了指定毫秒時(shí)間為止（若指定了超時(shí)值的話(huà)）。
3、線(xiàn)程阻塞與不同的I/O的方式有多種，常見(jiàn)的一種是InputStream的read()方法，該方法一直阻塞到從流中讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)為止，它可以無(wú)限阻塞，因此不能指定超時(shí)時(shí)間。
4、線(xiàn)程池也可以阻塞等待獲取某個(gè)對(duì)象鎖的排他性訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限（即等待獲得synchronized語(yǔ)句必須的鎖時(shí)阻塞）。
并非所有的阻塞狀態(tài)都是可中斷的，以上阻塞狀態(tài)的前兩種可以被中斷，后兩種不會(huì)對(duì)中斷做出反應(yīng)。

在Collections類(lèi)中有多個(gè)靜態(tài)方法，它們可以獲取通過(guò)同步方法封裝非同步集合而得到的集合：
public static Collection synchronizedCollection(Collection c)；
public static List synchronizedList(List l)；
public static Map synchronizedMap(Map m)；
public static Set synchronizedSet(Set s)；
public static SortedMap synchronizedSortedMap(SortedMap sm)；
public static SortedSet synchronizedSortedSet(SortedSet ss)；

死鎖

當(dāng)線(xiàn)程需要同時(shí)持有多個(gè)鎖時(shí)，有可能產(chǎn)生死鎖。
線(xiàn)程A當(dāng)前持有互斥鎖lock1，線(xiàn)程B當(dāng)前持有互斥鎖lock2。當(dāng)線(xiàn)程A仍然持有l(wèi)ock1時(shí)，它試圖獲取lock2，因?yàn)榫€(xiàn)程B正持有l(wèi)ock2，因此線(xiàn)程A會(huì)阻塞等待線(xiàn)程B對(duì)lock2的釋放。如果此時(shí)線(xiàn)程B在持有l(wèi)ock2的時(shí)候，也在試圖獲取lock1，因?yàn)榫€(xiàn)程A正持有l(wèi)ock1，因此線(xiàn)程B會(huì)阻塞等待A對(duì)lock1的釋放。二者都在等待對(duì)方所持有鎖的釋放，而二者卻又都沒(méi)釋放自己所持有的鎖，這時(shí)二者便會(huì)一直阻塞下去，這種情況稱(chēng)為死鎖。
避免死鎖是一件困難的事，遵循以下原則有助于規(guī)避死鎖：
1、只在必要的最短時(shí)間內(nèi)持有鎖，考慮使用同步語(yǔ)句代替整個(gè)同步方法；
2、盡量編寫(xiě)不在同一時(shí)刻需要持有多個(gè)鎖的代碼，如果不可避免，則確保線(xiàn)程持有第二個(gè)鎖的時(shí)間盡量短暫；
3、創(chuàng)建和使用一個(gè)大鎖來(lái)代替若干小鎖，并把這個(gè)鎖用于互斥，而不是用作單個(gè)對(duì)象的對(duì)象級(jí)別鎖。

可重入內(nèi)置鎖

每個(gè)Java對(duì)象都可以用作一個(gè)實(shí)現(xiàn)同步的鎖，這些鎖被稱(chēng)為內(nèi)置鎖或監(jiān)視器鎖。獲得內(nèi)置鎖的唯一途徑進(jìn)入由這個(gè)鎖保護(hù)的同步代碼塊或方法。

Java NIO（New IO）

Java NIO是一個(gè)可以替代標(biāo)準(zhǔn)Java IO API的IO API。
標(biāo)準(zhǔn)的IO基于字節(jié)流和字符流進(jìn)行操作，而NIO是基于通道（Channel）和緩沖區(qū)（Buffer）進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)總是從通道讀取到緩沖區(qū)中，或者從緩沖區(qū)寫(xiě)入通道也類(lèi)似。
Java NIO可以讓你非阻塞的使用IO，Java NIO引入了選擇器的概念，選擇器用于監(jiān)聽(tīng)多個(gè)通道的事件。
NIO由以下核心部分組成：Channels、Buffers、Selectors
Selector允許單線(xiàn)程處理多個(gè)Channel，如果你的應(yīng)用打開(kāi)了多個(gè)連接（通道），但每一個(gè)連接的流量都很低，使用Selector就會(huì)很方便。
要使用Selector，得向Selector注冊(cè)Channel，然后調(diào)用它的select()方法，這個(gè)方法會(huì)一直阻塞到某個(gè)注冊(cè)的通道有事件就緒。

Java NIO的通道類(lèi)似流，但又有些不同：

1）既可以從通道中讀取數(shù)據(jù)，又可以寫(xiě)數(shù)據(jù)到通道，但流的讀寫(xiě)通常是單向的；
2）通道可以異步的讀寫(xiě)；
3）通道的數(shù)據(jù)總是要先讀到一個(gè)Buffer，或者總要從一個(gè)Buffer中寫(xiě)入。
FileChannel從文件中讀取數(shù)據(jù)
DataChannel能通過(guò)UDP讀寫(xiě)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)
SocketChannel能通過(guò)TCP讀寫(xiě)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)
ServerSocketChannel可以監(jiān)聽(tīng)新進(jìn)來(lái)的TCP連接，像Web服務(wù)器那樣。對(duì)每一個(gè)新進(jìn)來(lái)的連接都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)SocketChannel。
Buffer：緩沖區(qū)本質(zhì)是一塊可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)，然后可以從中讀取數(shù)據(jù)的內(nèi)存。
這塊內(nèi)存被包裝成NIO Buffer對(duì)象，并提供了一組方法，用來(lái)方便地訪(fǎng)問(wèn)這塊內(nèi)存。使用Buffer讀寫(xiě)數(shù)據(jù)四個(gè)步驟：
1、寫(xiě)入數(shù)據(jù)到Buffer；
2、調(diào)用flip()方法；
3、從Buffer中讀取數(shù)據(jù)；
4、調(diào)用clear()方法或者compact()方法。