主頁 > 後端開發 > 編程體系結構(05):Java多執行緒并發

編程體系結構(05):Java多執行緒并發

2020-10-03 12:42:47 後端開發

本文原始碼:GitHub·點這里 || GitEE·點這里

一、多執行緒導圖

二、多執行緒基礎

1、基礎概念

執行緒是作業系統能夠進行運算調度的最小單位,包含在行程之中,是行程中的實際運作單位,一條執行緒指的是行程中一個單一順序的控制流,一個行程中可以并發多個執行緒,每條執行緒并行執行不同的任務,

2、創建方式

繼承Thread類、實作Runnable介面、基于Callable和Future介面、Timer是后臺執行緒、執行緒池,

3、執行緒狀態

狀態描述:初始狀態、運行狀態、阻塞狀態、等待狀態、超時等待狀態、終止狀態,

4、執行機制

JVM中一個應用是可以有多個執行緒并行執行,執行緒被一對一映射為服務所在作業系統執行緒,調度在可用的CPU上執行,啟動時會創建一個作業系統執行緒;當該執行緒終止時,這個作業系統執行緒也會被回收,

5、記憶體模型

在虛擬機啟動運行時,會創建多個執行緒,資料區中有的模塊是執行緒共享的,有的是執行緒私有的:

執行緒共享:元資料區、堆Heap;

執行緒私有:虛擬機堆疊、本地方法堆疊、程式計數器;

單個CPU在特定時刻只能執行一個執行緒,所以多執行緒通過幾塊空間的使用,然后不斷的爭搶CPU的執行時間段,

三、常見概念

1、執行緒優先級

執行緒調度器傾向執行執行緒優先級高的執行緒,執行緒優先級高說明獲取CPU資源的概率高,或者獲取的執行時間分片多,被執行的概率高但不代表優先級低的一定最后執行,

2、守護執行緒

守護執行緒是支持輔助型執行緒,主要在程式中起到調度和支持性作用,當Jvm中非守護執行緒全部結束,守護執行緒也就會結束,

3、執行緒加入

執行緒A中,執行執行緒B的加入方法,那么A執行緒就會等待執行緒B執行完畢再回傳繼續執行,

4、本地執行緒

ThreadLocal也叫做執行緒本地變數,為變數在每個執行緒中的創建副本,每個執行緒可以訪問自己內部的副本變數,執行緒之間互不相互影響,

四、執行緒安全

在上圖執行緒與記憶體空間的占用方式看,在執行緒訪問共享記憶體塊時,保證執行緒安全就很有必要,

1、同步控制

Synchronized關鍵字同步控制,可以修飾方法,修飾代碼塊,修飾靜態方法等,同步控制的資源少,可以提高多執行緒效率,

2、加鎖機制

Lock介面:Java并發編程中資源加鎖的根介面之一,規定了資源鎖使用的幾個基礎方法,

ReentrantLock類:實作Lock介面的可重入鎖,即執行緒如果獲得當前實體的鎖,并進入任務方法,在執行緒沒有釋放鎖的狀態下,可以再次進入任務方法,特點:互斥排它性,即同一個時刻只有一個執行緒進入任務,

Condition介面:描述可能會與鎖有關聯的條件變數,提供了更強大的功能,例如在執行緒的等待/通知機制上,Conditon可以實作多路通知和選擇性通知,

3、Volatile關鍵字

volatile修飾成員變數,不能修飾方法,即標識該執行緒在訪問這個變數時需要從共享記憶體中獲取,對該變數的修改,也需要同步重繪到共享記憶體中,保證了變數對所有執行緒的可見性,

五、執行緒通信

執行緒是個獨立的個體,但是在執行緒執行程序中,如果處理同一個業務邏輯,可能會產生資源爭搶,導致并發問題,甚至死鎖現象,執行緒之間協調作業,就需要通信機制來保障,

1、基礎方法

相關方法是Java中Object層級的基礎方法,任何物件都有該方法:notify()隨機通知一個在該物件上等待的執行緒,使其結束wait狀態回傳;wait()執行緒進入waiting等待狀態,不會爭搶鎖物件,也可以設定等待時間;

2、等待/通知機制

等待/通知機制,該模式下指執行緒A在不滿足任務執行的情況下呼叫物件wait()方法進入等待狀態,執行緒B修改了執行緒A的執行條件,并呼叫物件notify()或者notifyAll()方法,執行緒A收到通知后從wait狀態回傳,進而執行后續操作,兩個執行緒通過基于物件提供的wait()/notify()/notifyAll()等方法完成等待和通知間互動,提高程式的可伸縮性,

3、管道流通信

管道流主要用于在不同執行緒間直接傳送資料,一個執行緒發送資料到輸出管道,另一個執行緒從輸入管道中讀取資料,進而實作不同執行緒間的通信,

六、執行緒池

1、Executor介面

Executor系統中,將執行緒任務提交和任務執行進行了解耦的設計,Executor有各種功能強大的實作類,提供便捷方式來提交任務并且獲取任務執行結果,封裝了任務執行的程序,不再需要Thread().start()方式,顯式創建執行緒并關聯執行任務,

2、核心引數

3、相關API類

執行緒池任務:核心介面:Runnable、Callable介面和介面實作類;

任務的結果:介面Future和實作類FutureTask;

任務的執行:核心介面Executor和ExecutorService介面,在Executor框架中有兩個核心類實作了ExecutorService介面,ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor,

七、常用執行緒API

1、Fork/Join機制

Fork/Join框架用于并行執行任務,核心的思想就是將一個大任務切分成多個小任務,然后匯總每個小任務的執行結果得到這個大任務的最終結果,核心流程:切分任務,模塊任務異步執行,單任務結果合并,

2、容器類

ConcurrentHashMap:使用分段鎖機制,把容器中資料分成一段一段的方式存盤,然后給每一段資料配一把鎖,當一個執行緒占用鎖訪問其中一個段資料的時候,其他段的資料也能被其他執行緒訪問,即考慮安全性也顧及執行效率,

ConcurrentLinkedQueue:基于鏈接節點的無界執行緒安全佇列,按照FIFO先進先出原則對元素進行排序,佇列的頭部 是佇列中時間最長的元素,佇列的尾部是佇列中時間最短的元素,新的元素添加到佇列的尾部,獲取元素操作從佇列頭部得到,

3、原子類

JDK自帶原子操作類,處理多個執行緒同時操作一個變數的情況,其中包括:基本型別、陣列型別、參考型別、屬性修改型別,

八、應用場景

1、定時任務

通過配置設定一些程式在指定時間點,或者周期時間內規律回圈執行,這里任務的執行就是基于多執行緒技術,

2、異步處理

異步處理就是不按照當前同步代碼塊程式執行,異步處理與同步處理是對立的,異步的實作也需要多執行緒或者多行程,提高程式效率,

3、任務分解

分布式資料庫中常見操作,資料分布在不同的資料庫的副本中,在執行查詢時,每個服務都要跑查詢任務,最后在一個服務上做資料合并,或者提供一個中間引擎層,用來匯總資料,在大型的定時任務中,經常把要處理的任務按照特定策略分片,多個執行緒同時處理,

4、連接池技術

創建和管理一個連接的緩沖池的技術,這些連接準備好被任何需要它們的執行緒使用,減少連接不斷創建和釋放的問題,提高程式效率,

九、源代碼地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile

推薦閱讀:編程體系整理

序號 專案名稱 GitHub地址 GitEE地址 推薦指數
01 Java描述設計模式,演算法,資料結構 GitHub·點這里 GitEE·點這里 ☆☆☆☆☆
02 Java基礎、并發、面向物件、Web開發 GitHub·點這里 GitEE·點這里 ☆☆☆☆
03 SpringCloud微服務基礎組件案例詳解 GitHub·點這里 GitEE·點這里 ☆☆☆
04 SpringCloud微服務架構實戰綜合案例 GitHub·點這里 GitEE·點這里 ☆☆☆☆☆
05 SpringBoot框架基礎應用入門到進階 GitHub·點這里 GitEE·點這里 ☆☆☆☆
06 SpringBoot框架整合開發常用中間件 GitHub·點這里 GitEE·點這里 ☆☆☆☆☆
07 資料管理、分布式、架構設計基礎案例 GitHub·點這里 GitEE·點這里 ☆☆☆☆☆
08 大資料系列、存盤、組件、計算等框架 GitHub·點這里 GitEE·點這里 ☆☆☆☆☆

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/houduan/151419.html

標籤:Java

上一篇:學習第44天

下一篇:kubernetes下jenkins實戰maven專案編譯構建

標籤雲
其他(157675) Python(38076) JavaScript(25376) Java(17977) C(15215) 區塊鏈(8255) C#(7972) AI(7469) 爪哇(7425) MySQL(7132) html(6777) 基礎類(6313) sql(6102) 熊猫(6058) PHP(5869) 数组(5741) R(5409) Linux(5327) 反应(5209) 腳本語言(PerlPython)(5129) 非技術區(4971) Android(4554) 数据框(4311) css(4259) 节点.js(4032) C語言(3288) json(3245) 列表(3129) 扑(3119) C++語言(3117) 安卓(2998) 打字稿(2995) VBA(2789) Java相關(2746) 疑難問題(2699) 细绳(2522) 單片機工控(2479) iOS(2429) ASP.NET(2402) MongoDB(2323) 麻木的(2285) 正则表达式(2254) 字典(2211) 循环(2198) 迅速(2185) 擅长(2169) 镖(2155) 功能(1967) .NET技术(1958) Web開發(1951) python-3.x(1918) HtmlCss(1915) 弹簧靴(1913) C++(1909) xml(1889) PostgreSQL(1872) .NETCore(1853) 谷歌表格(1846) Unity3D(1843) for循环(1842)

熱門瀏覽
  • 【C++】Microsoft C++、C 和匯編程式檔案

    ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:23 more
  • 例外宣告

    相比于斷言適用于排除邏輯上不可能存在的狀態,例外通常是用于邏輯上可能發生的錯誤。 例外宣告 Item 1:當函式不可能拋出例外或不能接受拋出例外時,使用noexcept 理由 如果不打算拋出例外的話,程式就會認為無法處理這種錯誤,并且應當盡早終止,如此可以有效地阻止例外的傳播與擴散。 示例 //不可 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:27 more
  • Codeforces 1400E Clear the Multiset(貪心 + 分治)

    鏈接:https://codeforces.com/problemset/problem/1400/E 來源:Codeforces 思路:給你一個陣列,現在你可以進行兩種操作,操作1:將一段沒有 0 的區間進行減一的操作,操作2:將 i 位置上的元素歸零。最終問:將這個陣列的全部元素歸零后操作的最少 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:30 more
  • UVA11610 【Reverse Prime】

    本人看到此題沒有翻譯,就附帶了一個自己的翻譯版本 思考 這一題,它的第一個要求是找出所有 $7$ 位反向質數及其質因數的個數。 我們應該需要質數篩篩選1~$10^{7}$的所有數,這里就不慢慢介紹了。但是,重讀題,我們突然發現反向質數都是 $7$ 位,而將它反過來后的數字卻是 $6$ 位數,這就說明 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:36 more
  • 統計區間素數數量

    1 #pragma GCC optimize(2) 2 #include <bits/stdc++.h> 3 using namespace std; 4 bool isprime[1000000010]; 5 vector<int> prime; 6 inline int getlist(int ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:47 more
  • C/C++編程筆記:C++中的 const 變數詳解,教你正確認識const用法

    1、C中的const 1、區域const變數存放在堆疊區中,會分配記憶體(也就是說可以通過地址間接修改變數的值)。測驗代碼如下: 運行結果: 2、全域const變數存放在只讀資料段(不能通過地址修改,會發生寫入錯誤), 默認為外部聯編,可以給其他源檔案使用(需要用extern關鍵字修飾) 運行結果: ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:58:04 more
  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC添加資源不懂如何修改資源宏ID

    1. 首先在資源視圖中,添加資源 2. 點擊新添加的資源,復制自動生成的ID 3. 在解決方案資源管理器中找到Resource.h檔案,編輯,使用整個專案搜索和替換的方式快速替換 宏宣告 4. Ctrl+Shift+F 全域搜索,點擊查找全部,然后逐個替換 5. 為什么使用搜索替換而不使用屬性視窗直 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:59:11 more
  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC不懂的批量添加資源

    1. 打開資源頭檔案Resource.h,在其中預先定義好宏 ID(不清楚其實ID值應該設定多少,可以先新建一個相同的資源項,再在這個資源的ID值的基礎上遞增即可) 2. 在資源視圖中選中專案資源,按F7編輯資源檔案,按 ID 型別 相對路徑的形式添加 資源。(別忘了先把檔案拷貝到專案中的res檔案 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:19 more
  • C/C++編程筆記:關于C++的參考型別,專供新手入門使用

    今天要講的是C++中我最喜歡的一個用法——參考,也叫別名。 參考就是給一個變數名取一個變數名,方便我們間接地使用這個變數。我們可以給一個變數創建N個參考,這N + 1個變數共享了同一塊記憶體區域。(參考型別的變數會占用記憶體空間,占用的記憶體空間的大小和指標型別的大小是相同的。雖然參考是一個物件的別名,但 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:22 more
  • 【C/C++編程筆記】從頭開始學習C ++:初學者完整指南

    眾所周知,C ++的學習曲線陡峭,但是花時間學習這種語言將為您的職業帶來奇跡,并使您與其他開發人員區分開。您會更輕松地學習新語言,形成真正的解決問題的技能,并在編程的基礎上打下堅實的基礎。 C ++將幫助您養成良好的編程習慣(即清晰一致的編碼風格,在撰寫代碼時注釋代碼,并限制類內部的可見性),并且由 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:41 more
最新发布
  • Rust中的智能指標:Box<T> Rc<T> Arc<T> Cell<T> RefCell<T> Weak

    Rust中的智能指標是什么 智能指標(smart pointers)是一類資料結構,是擁有資料所有權和額外功能的指標。是指標的進一步發展 指標(pointer)是一個包含記憶體地址的變數的通用概念。這個地址參考,或 ” 指向”(points at)一些其 他資料 。參考以 & 符號為標志并借用了他們所 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:10 more
  • Java的值傳遞和參考傳遞

    值傳遞不會改變本身,參考傳遞(如果傳遞的值需要實體化到堆里)如果發生修改了會改變本身。 1.基本資料型別都是值傳遞 package com.example.basic; public class Test { public static void main(String[] args) { int ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:04 more
  • [2]SpinalHDL教程——Scala簡單入門

    第一個 Scala 程式 shell里面輸入 $ scala scala> 1 + 1 res0: Int = 2 scala> println("Hello World!") Hello World! 檔案形式 object HelloWorld { /* 這是我的第一個 Scala 程式 * 以 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:58 more
  • 理解函式指標和回呼函式

    理解 函式指標 指向函式的指標。比如: 理解函式指標的偽代碼 void (*p)(int type, char *data); // 定義一個函式指標p void func(int type, char *data); // 宣告一個函式func p = func; // 將指標p指向函式func ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:52 more
  • Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式

    本文首發于公眾號:Hunter后端 原文鏈接:Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式 日期函式主要介紹兩個大類,Extract() 和 Trunc() Extract() 函式作用是提取日期,比如我們可以提取一個日期欄位的年份,月份,日等資料 Trunc() 的作用則是截取,比如 2022-0 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:45 more
  • 一天吃透JVM面試八股文

    什么是JVM? JVM,全稱Java Virtual Machine(Java虛擬機),是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實作的。由一套位元組碼指令集、一組暫存器、一個堆疊、一個垃圾回收堆和一個存盤方法域等組成。JVM屏蔽了與作業系統平臺相關的資訊,使得Java程式只需要生成在Java虛擬機 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:31 more
  • 使用Java接入小程式訂閱訊息!

    更新完微信服務號的模板訊息之后,我又趕緊把微信小程式的訂閱訊息給實作了!之前我一直以為微信小程式也是要企業才能申請,沒想到小程式個人就能申請。 訊息推送平臺🔥推送下發【郵件】【短信】【微信服務號】【微信小程式】【企業微信】【釘釘】等訊息型別。 https://gitee.com/zhongfuch ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:59 more
  • java -- 緩沖流、轉換流、序列化流

    緩沖流 緩沖流, 也叫高效流, 按照資料型別分類: 位元組緩沖流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream 字符緩沖流:BufferedReader,BufferedWriter 緩沖流的基本原理,是在創建流物件時,會創建一個內置的默認大小的緩沖區陣列,通過緩沖 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說,人太懶了,現在基本都不喜歡寫筆記了,但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的,寫的注釋挺全的,應該直接看得懂,就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景:視頻分段傳輸、視頻多段傳輸(理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發,從基本到高級概念,包括簡介,UWP,第一個應用程式,商店,XAML控制元件,資料系結,XAML性能,自適應設計,自適應UI,自適應代碼,檔案管理,SQLite資料庫,應用程式到應用程式通信,應用程式本地化,應用程式 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:35 more