1. 并发与并行
并行：A、B任务同时执行
并发：微观上A、B任务先后执行
以KTV为例子，并行就是有两个麦克风一起唱歌，并发就是你的麦克风使用完再轮到我使用。
2. 线程安全
所谓线程安全都是相对并发场景来说，在多线程高并发的情境下，有可能出现数据丢失或者数据被覆盖。
线程安全的核心是“要么只读，要么加锁”。合理利用好JDK提供的并发包（JUC），可以化腐朽为神奇。
线程的5种状态
- NEW(新建状态)
- RUNNABLE(可运行状态)
- RUNNING(运行状态)
- BLOCKER(阻塞状态)
- DEAD(销毁)
创建线程的三种方式
- 通过继承 Thread 类
- 实现 Runnable 接口
- 实现 callable 接口
相对第一种推荐第二种，实现 Runnable 接口使编程更灵活，对外暴露接口少，让使用者专注实现线程的 run() 方法上。
RUNNABLE
调用 start() 之后运行之前的状态。线程的 start() 不能被多次调用，否则会抛出IllegalStackException异常
RUNNING
run() 方法正在运行时线程的状态，线程可能会因为某些因素退出RUNNING, 如时间、异常、锁、调度等
BLOCKED
- 同步阻塞：锁被其他线程占用
- 主动阻塞：调用 Thread 的某些方法，主动让出 CPU 使用权，比如sleep(),join()等。
- 等待阻塞：执行了wait()
DEAD
run()方法执行结束，或因异常退出的状态，此状态不可逆。
保证高并发下的线程安全的考量角度：
-
数据单线程内可见。单线程总是安全的。限制数据单线程内可见，可以避免数据被其他线程篡改。参考 ThreadLocal。 -
只读对象。只读对象总是安全的，它允许复制，拒绝写入。例如 String、Integer。一个对象想要拒绝任何写入，必须满足以下条件：使用 final 关键字修饰类，避免被继承；使用private final 关键字避免属性被中途修改；没有任何更新方法；返回值不能可变对象为引用。 -
线程安全类。某些线程安全类内部有非常明确的线程安全机制。比如 StringBuffer 就是一个线程安全类，它采用synchronize 关键字修饰方法。 -
同步与锁机制。 如果想要对某个对象执行并发更新操作，但又不属上述三类，需要开发工程师在代码中实现安全的同步机制。虽然这个机制支持的并发场景很有价值，但非常复制且容易出现问题。
3. 线程池
创建线程需要不断分配虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器等线程私有的内存空间。在线程销毁时需要回收这些系统资源。频繁的创建和销毁线程会浪费大量的系统资源，增加并发编程风险。这时就需要线程池来协调线程，提高 CPU 及系统资源利用率，实现类似主次线程隔离、定时任务、周期执行任务等。
- 利用线程池管理并复用线程、控制最大并发数等。
- 实现任务线程队列缓存策略和拒绝机制。
- 实现某些与时间相关的功能，如定时任务、周期任务。
- 隔离线程环境。如交易服务和搜索服务在同一个服务器上，分别开启两个线程池，交易线程的资源损耗明显要大，因此，通过配置独立的线程池，将较慢的交易服务和搜索服务分开，避免各服务线程相互影响。
线程池创建
源码参数分析
/**
*源码分析
*/
public ThreadPoolExecutor(
//常驻核心线程数，等于0则任务执行完之后，没有任何请求进入时销毁线程；如果大于0，即使本地任务执行完毕，核心线程也不会被销毁。
int corePoolSize,
//表示线程池能够容纳同时执行的最大线程数，必须大于1
int maximumPoolSize,
//线程池中的线程空闲时间，当空闲时间达到 keepAliveTime 值时，线程会被销毁，知道只剩下corePoolSize个线程为止
long keepAliveTime,
//时间单位，通常为 Time.SECONDS
TimeUnit unit,
//缓存队列，当请求的线程数大于maximumPoolSize时，线程进入BlockingQueue阻塞队列
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
//线程工厂，用来生产一组任务相同的线程。
ThreadFactory threadFactory,
//拒绝策略，当超过缓存workQueue的任务上限时，就可以通过该策略处理请求，一种简单的限流保护。
RejectedExecutionHandler handler) {
if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
null :
AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
线程工厂定义，规范有意义的线程命名
public class UserThreadFactory implements ThreadFactory {
private final String namePrefix;
private final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(1);
// 定义线程组名称，在使用jstack来排查问题时，非常有帮助
UserThreadFactory(String whatFeatureOfGroup) {
namePrefix = "From UserThreadFactory's " + whatFeatureOfGroup + " -worker-";
}
@Override
public Thread newThread(Runnable task) {
String name = namePrefix + nextId.getAndIncrement();
Thread thread = new Thread(null, task, name, 0L);
System.out.println(thread.getName());
return thread;
}
// 任务执行体
class Task implements Runnable {
private final AtomicLong count = new AtomicLong(0L);
@Override
public void run() {
System.out.println("running_" +count.getAndIncrement());
}
}
}
定义拒绝策略，打印当前线程的状态
public class UserRejectHandler implements RejectedExecutionHandler {
@Override
public void rejectedExecution(Runnable task, ThreadPoolExecutor executor) {
System.out.println("task rejected. " +executor.toString());
}
}
实现线程池
public class UserThreadPool {
public static void main(String[] args) {
// 缓存队列设置固定长度为2，为了快速触发 rejectHandler
BlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue(2);
// 设置外部任务线程的来源由1号房和2号房混合调用
UserThreadFactory f1 = new UserThreadFactory("第 1 机房");
UserThreadFactory f2 = new UserThreadFactory("第 2 机房");
UserRejectHandler handler = new UserRejectHandler();
// 核心线程数：1，容纳同时执行线程数：2，空闲时间：60，时间单位：秒，缓存队列：queue，线程工厂：f1，拒绝策略：handler
ThreadPoolExecutor threadPoolFirst = new ThreadPoolExecutor(1, 2,60 , TimeUnit.SECONDS, queue, f1, handler);
ThreadPoolExecutor threadPoolSecond = new ThreadPoolExecutor(1, 2,60 , TimeUnit.SECONDS, queue, f2, handler);
Runnable task = new UserThreadFactory.Task();
// 创建400个任务线程
for (int i=0; i <= 400; i++) {
threadPoolFirst.execute(task);
threadPoolSecond.execute(task);
}
threadPoolFirst.shutdown();
threadPoolSecond.shutdown();
}
}
使用线程池需要注意以下几点：
- 合理设置各类参数，应根据实际业务场景来设置合理的工作线程数
- 线程资源必须通过线程池提供，不允许在应用中自行显示创建线程。
- 创建线程或线程池时请指定有意义的线程名称，方便出错时回溯
在此致敬伟大的Java开拓者--Doug Lea。
编程不识Doug Lea,写尽Java也枉然。
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