1、工具
countDown()
方法之后,计数器的值都会减一,直到计数器的值减为0,线程A的方法才继续执行。所以说,countDownLatch类可以阻塞线程执行,并且当满足指定条件后让线程继续执行。/** * @author JeffOsmond * @version V1.0 * @package com.superboys.concurrency * @description 【线程不安全】模拟示例 * @email [email protected] * @time 2018/4/3 */ @NotThreadSafe @Slf4j public class CountExample1 { //请求总数 public static int clientTotal = 5000; //同时并发执行的线程数 public static int threadTotal = 200; //计数 public static int count = 0; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();//创建线程池 final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);//定义信号量,给出允许并发的数目 final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);//定义计数器闭锁 for (int i = 0;i<clientTotal;i++){ executorService.execute(()->{ try { semaphore.acquire();//判断进程是否允许被执行 add(); semaphore.release();//释放进程 } catch (InterruptedException e) { log.error("excption",e); } countDownLatch.countDown(); }); } countDownLatch.await();//保证信号量减为0 executorService.shutdown();//关闭线程池 log.info("count:{}",count); } private static void add(){ count++; } }
并发:
高并发:
CPU的频率太快了,快到主存跟不上,这样在处理器时钟周期内,CPU常常需要等待主存,浪费资源,所以cache的出现,是为了缓解CPU和内存之间速度的不匹配问题。
CPU多级缓存配置(演变):
局部性原理:
(1) 时间局部性:如果某个数据被访问,那么在不久的将来它很可能被再次访问。
(2) 空间局部性:如果某个数据被访问,那么与他相邻的数据很快也可能被访问。
Modify:
Exclusive:
Share:
Invalid:
四种操作
缓存被修改时的情况:
某一时刻缓存被CPU A 与CPU B共享,这时CPU A 要修改本地缓存的时候,会将主存的数据与CPU B在共享的数据置为无效状态。缓存由S -> I
处理器为提高运算速度而做出违背代码原有顺序的优化。
举例:初始计算需求如下
预期计算流程:
实际计算流程(乱序执行优化后):
一种规范,规范了java虚拟机与计算机内存如何协同工作的。它规定了一个线程如何和何时可以看到其他线程修改过的共享变量的值,以及在必须时如何同步地访问共享变量。
堆Heap:
栈Stack:
如果两个线程同时调用了同一个对象的同一个方法,他们都会访问这个对象的成员变量。但是这两个线程都拥有的是该对象的成员变量(局部变量)的私有拷贝。—[线程封闭中的堆栈封闭]
CPU Registers(寄存器):
CPU Cache Memory(高速缓存):
RAM-Main Memory(主存/内存):
Java内存模型抽象结构:
从更低的层次来说,主内存就是硬件的内存,是为了获取更高的运行速度,虚拟机及硬件系统可能会让工作内存优先存储于寄存器和高速缓存中,java内存模型中的线程的工作内存是CPU的寄存器和高速缓存的一个抽象的描述。而JVM的静态内存存储模型它只是对内存的一种物理划分而已。它只局限在内存,而且只局限在JVM的内存。
7、
如果要把一个变量从主内存中复制到工作内存,就需要按顺序的执行read和load操作,如果把变量从工作内存中同步回主内存中,就要按顺序的执行store和write操作。但java内存模型只要求上述操作必须按顺序执行,而没有保证必须是连续执行。
不允许read和load、store和write操作之一单独出现。
不允许一个线程丢弃它的最近assign的操作,即变量在工作内存中改变了之后必须同步到主内存中。
不允许一个线程无原因的(没有发生过任何assign操作)把数据从工作内存同步回主内存中。
一个新的变量只能在主内存中诞生,不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化(load或assign)的变量。即就是对一个变量实施use和store操作之前,必须先执行过了assign和load操作。
一个变量早同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作,但lock操作可以被同一条线程重复执行多次,多次执行lock后,只有执行相同次数的unlock操作,变量才会被解锁。lock和unlock必须是成对出现。
如果对一个变量执行lock操作,将会清空工作内存中此变量的值,在执行引擎使用这个变量前需要重新执行load或assign操作初始化变量的值。
如果一个变量事先没有被lock锁定,则不允许对它执行unlock操作,也不允许unlock一个被其他线程锁定的变量。
对一个变量执行unlock操作之前,必须先把此变量同步到主内存中(执行store和write操作)
风险:
安全性:多个线程共享数据时可能会产生于期望不相符的结果。
活跃性:某个操作无法继续进行下去时,就会发生活跃性问题。比如死锁、饥饿问题。
性能:线程过多时会使得CPU频繁切换,调度时间增多;同步机制;消耗过多内存。
优势:
在java中如果要创建线程的话,一般有两种方式:
继承Thread类的话,必须重写run方法,在run方法中定义需要执行的任务。
class MyThread extends Thread{ private static int num = 0; public MyThread(){ num++; } @Override public void run() { System.out.println("主动创建的第"+num+"个线程"); } }
创建好了自己的线程类之后,就可以创建线程对象了,然后通过start()方法去启动线程。注意,不是调用run()方法启动线程,run方法中只是定义需要执行的任务,如果调用run方法,即相当于在主线程中执行run方法,跟普通的方法调用没有任何区别,此时并不会创建一个新的线程来执行定义的任务。
public class Test { public static void main(String[] args) { MyThread thread = new MyThread(); thread.start(); } } class MyThread extends Thread{ private static int num = 0; public MyThread(){ num++; } @Override public void run() { System.out.println("主动创建的第"+num+"个线程"); } }
在Java中创建线程除了继承Thread类之外,还可以通过实现Runnable接口来实现类似的功能。实现Runnable接口必须重写其run方法。
public class Test { public static void main(String[] args) { System.out.println("主线程ID:"+Thread.currentThread().getId()); MyRunnable runnable = new MyRunnable(); Thread thread = new Thread(runnable); thread.start(); } } class MyRunnable implements Runnable{ public MyRunnable() { } @Override public void run() { System.out.println("子线程ID:"+Thread.currentThread().getId()); } }
Runnable的中文意思是“任务”,顾名思义,通过实现Runnable接口,我们定义了一个子任务,然后将子任务交由Thread去执行。注意,这种方式必须将Runnable作为Thread类的参数,然后通过Thread的start方法来创建一个新线程来执行该子任务。如果调用Runnable的run方法的话,是不会创建新线程的,这根普通的方法调用没有任何区别。
事实上,查看Thread类的实现源代码会发现Thread类是实现了Runnable接口的。
在Java中,这2种方式都可以用来创建线程去执行子任务,具体选择哪一种方式要看自己的需求。直接继承Thread类的话,可能比实现Runnable接口看起来更加简洁,但是由于Java只允许单继承,所以如果自定义类需要继承其他类,则只能选择实现Runnable接口。
String str1 = "abcd"; String str2 = new String("abcd"); System.out.println(str1==str2);//false
这两种不同的创建方法是有差别的,第一种方式是在常量池中拿对象,第二种方式是直接在堆内存空间创建一个新的对象。 记住:只要使用new方法,便需要创建新的对象。
String s1 = new String("计算机"); String s2 = s1.intern(); String s3 = "计算机"; System.out.println(s2);//计算机 System.out.println(s1 == s2);//false,因为一个是堆内存中的String对象一个是常量池中的String对象, System.out.println(s3 == s2);//true,因为两个都是常量池中的String对象
String str1 = "str"; String str2 = "ing"; String str3 = "str" + "ing";//常量池中的对象 String str4 = str1 + str2; //在堆上创建的新的对象 String str5 = "string";//常量池中的对象 System.out.println(str3 == str4);//false System.out.println(str3 == str5);//true System.out.println(str4 == str5);//false
尽量避免多个字符串拼接,因为这样会重新创建对象。如果需要改变字符串的话,可以使用 StringBuilder 或者 StringBuffer。
String s1 = new String(“abc”);这句话创建了几个对象?
创建了两个对象。
验证:
String s1 = new String("abc");// 堆内存的地址值 String s2 = "abc"; System.out.println(s1 == s2);// 输出false,因为一个是堆内存,一个是常量池的内存,故两者是不同的。 System.out.println(s1.equals(s2));// 输出true
解释:
先有字符串"abc"放入常量池,然后 new 了一份字符串"abc"放入Java堆(字符串常量"abc"在编译期就已经确定放入常量池,而 Java 堆上的"abc"是在运行期初始化阶段才确定),然后 Java 栈的 str1 指向Java堆上的"abc"。
Integer i1 = 33; Integer i2 = 33; System.out.println(i1 == i2);// 输出true Integer i11 = 333; Integer i22 = 333; System.out.println(i11 == i22);// 输出false Double i3 = 1.2; Double i4 = 1.2; System.out.println(i3 == i4);// 输出false
Integer 缓存源代码:
/** *此方法将始终缓存-128到127(包括端点)范围内的值,并可以缓存此范围之外的其他值。 */ public static Integer valueOf(int i) { if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i); }
应用场景:
Integer i1 = 40; Integer i2 = new Integer(40); System.out.println(i1==i2);//输出false Integer比较更丰富的一个例子: Integer i1 = 40; Integer i2 = 40; Integer i3 = 0; Integer i4 = new Integer(40); Integer i5 = new Integer(40); Integer i6 = new Integer(0); System.out.println("i1=i2 " + (i1 == i2)); //true System.out.println("i1=i2+i3 " + (i1 == i2 + i3)); //true System.out.println("i1=i4 " + (i1 == i4)); //false System.out.println("i4=i5 " + (i4 == i5)); // false System.out.println("i4=i5+i6 " + (i4 == i5 + i6)); //true System.out.println("40=i5+i6 " + (40 == i5 + i6)); //true
解释: 语句i4 == i5 + i6,因为+这个操作符不适用于Integer对象,首先i5和i6进行自动拆箱操作,进行数值相加,即i4 == 40。然后Integer对象无法与数值进行直接比较,所以i4自动拆箱转为int值40,最终这条语句转为40 == 40进行数值比较。