【并发】概念

线程上下文

CPU时间片：分配给每个线程执行的时间

CPU在一个时刻只能运行一个线程

线程上下文

A线程时间片结束时，保存上下文信息。
1.寄存器
2.程序计数器：保存执行指令的位置，每个线程之间都有一个独立的程序计数器。

阻塞和唤醒线程

需要操作系统介入，用户态和内核态之间切换，消耗大量资源。

优化

减少线程上下文切换的出现
1.减少锁资源竞争。
2.减少锁持有时间：别的线程会被阻塞
将与锁无关的代码移出同步代码块
3.减少锁的粒度
使用读写锁
锁分解：如concurrentHashMap的桶
4.CAS，非阻塞乐观锁。
5.减少GC频率，垃圾回收时会产生内存碎片，需要移动存活对象。会暂停线程，导致上下文切换。

线程数量

降低延迟，提高吞吐量

单核情况：只有CPU操作时，会增加性能损耗
多核情况：可提高性能

多线程：提高CPU利用率，4核创建4个线程，
理论上，会设置为4+1个，阻塞时，会用这个额外的线程。

I/O密集型

单核最佳线程为： （I/O操作耗时/CPU计算耗时）+1

无锁 CAS原理

compare and swap：连续不被中断的
实现原理:
V 读写值
A 预期值
B 最新值

非阻塞式同步方式。采取自旋等待，更新失败时，不会进入阻塞。不成功会一直循环执行
长时间不成功，会给CPU带来压力

ABA问题，修改后又被改回来。
解决：增加了一个版本号，每次更新后，会递增版本号

synchronized

1.修饰示例方法：对实例的对象进行加锁
2.修饰类的方法：对类对象加锁
3.修饰代码块：锁括号里的对象进行加锁

内部使用monitor监控，monitor里面有计数器，值不为0时，加锁失败，进入阻塞

Lock接口：基于AQS 抽象对象同步器

可重入：ReentrantLock（true：公平锁） 类
需要手动释放锁

核心参数：
计数器：state，为0时，表示没有被占有
所有者线程：exclusiveOwnerThread

对比：

synchronized：非公平锁，粒度较粗，自动释放锁
ReentrantLock：可指定公平还是不是公平的，提供中断等待，手工释放锁。

线程池

1.降级线程使用过程中频繁创建和销毁带来的消耗。
2.对线程统一分配和调用。
3.提高了任务响应速度，无需等待线程创建。

原理：
1.线程池内部，维护一个阻塞队列。
2.线程池内部维护工作线程会消费队列中的任务。

使用：
1.ThreadpoolExecutor类，七大参数

ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize, 核心线程数，最小线程数。会一直存活。不会被销毁。
int maximumPoolSize, 最大线程数
long keepAliveTime, 长度，超过这个时间，会被回收
TimeUnit unit, 单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, 工作队列
ThreadFactory threadFactory, 线程工厂，自定义设置
RejectedExecutionHandler handler) 拒绝策略

private static ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(20, 25, 100L,
            TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(), new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

CallerRunsPolicy：提交的线程自己执行
AbortPolicy：默认拒绝策略，直接丢弃任务，抛出异常：RejectedExecutionException
DiscardPolicy：直接丢弃任务。
DiscardOldestPolicy：丢弃最老的任务，新任务加入到工作队列中

LinkedBlockingQueue：默认最大任务数是：Interger.Max_VALUE
任务越来越多，会导致OOM，内存无法分配空间给新对象。

内存泄漏：申请的内存没有被释放。
内存溢出：申请的超过已有的。

volatile

共享变量，当被一个线程修改了，别的线程会感知该修改操作
会将自己工作内存中的缓存置为失效，强制从内存中读取改共享变量。

通过禁止指令重排，保证有序性
非原子性操作不适用于volatile

使用场景：
1.单例模式
2.程序终止或启动

ThreadLocal

为每一个线程，创建一个自己的变量副本，可以改变自己的副本，不会改变别的副本。
属于当期线程有效。

可能会内存泄漏。
使用完成后，需要置为null进行回收