multi-thread（一）基础知识

 

 

Thread的五种状态：

        1, new<---------new Thread()

        2, runnable<----thread.start()

        3, running<-----cpu轮流调度

        4, blocked<-----(3种: wait pool,sleep,lock pool(等待syn-lock,等待I/O event))

        5, dead<--------run方法执行完毕，或异常

 

Thread相关的方法

1.sleep(), Thread类的方法，不会释放“锁标志”。剩下的都是Object类的

2.wait()方法

　　释放锁，由notifyAll()唤醒,wait,notifyAll是Object的方法，必须在synchronized语句块内，否则IllegalMonitorStateException

3.yield方法

　　暂停当前正在执行的线程对象。当前线程重新回到可执行状态,所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。

　　yield()只能使同优先级或更高优先级的线程有执行的机会。

4.join方法

　　等待调用join方法的线程结束，再继续执行。如：t.join();//主要用于等待t线程运行结束，若无此句，main则会执行完毕，导致结果不可预测。

5.notifyAll

       唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。线程通过调用其中一个 wait 方法，在对象的监视器上等待。 

       直到当前的线程放弃此对象上的锁定，才能继续执行被唤醒的线程。        

        

线程通信，

 

进程通信机制：socket, 文件, shared memory(如何，只有线程才行吧？)信号处理程序（signal handlers）、信号量（semaphores）

 

顺序编程：每一条指令的执行，都有对下一条指令的明确定义。进程有序。

 

线程通信机制：共享内存空间地址（共享对象，变量，通信最容易） + 进程通信机制。 

 

线程两大问题：1线程之间不可见、2线程之间无序。要使得可见+有序（原子），volatile使得可见，单不是原子，可以作为状态控制使用。

 

 

线程的优点：并发执行（不是顺序执行）

        1、使用多CPU

        2、模型的简化

        3、对异步事件的简单处理

        4、用户界面的更加响应性

 

线程的风险：

        1、安全风险：结果不正常，安全意味着：“什么坏事都没有发生”

        2、 liveness（活性，活跃度）风险：liveness意味着：“好事（期望的事）最终肯定会被执行”，

                liveness失败，进程中也有如：if(true){}else{liveness failure}

                线程增加了发生的几率如：死锁，饥饿，活锁。

        3、性能风险：期望的事情尽快的被执行。如：响应速度、吞吐量、可伸缩性。线程会带来context switch的开销。

                考虑分离锁（把一个锁拆分成多个）

 

 

 

2.1线程安全的三种途径：

        1、不跨线程使用共享状态变量：独享地操作本地（基于栈的）变量。

        2、使状态变量不可变

        3、使用同步。

        设计线程安全的类：封装、不可变行、不可变约束。

 

3.1原子性：（相对于复合操作）

        race condition：竞争条件（竞争，争夺共享资源的情况，has several race conditions ）

                使用潜在的过期值，决定下一步的操作，，称为check-then-act，（read-wirte)这不是原子操作。不可靠。

 

锁：synchronized提供“独占锁”，保证原子性

        ，volatile,threadLoacl呢？什么锁？

        重进入：线程试图获得它自己占有的锁时，请求会成功，请求基于per-thread，而不是per-invocation

        public calss A{

                public synchronized void doSomething(){...}

        }

        public calss B extends A{

                public synchronized void doSomething(){super.doSomethiong();...}

        }

        如果不可以重进入，B对象调用doSomething时将会死锁

 

 

chapter3 共享对象

        3.1Visibility(可见性，线程A可以始终看见其他线程的对数据执行的结果。)

                一个线程，和一个主线程即可。

                线程不是顺序执行（NoVisibility），会重排序recordering，可以通过synchronized 保证顺序。

                synchronized 可以保证可预见性和原子性。

                volatile变量

                        1、当多个线程使用同一个变量时，每个线程都在其java stack缓冲中有一个这个变量的拷贝，对这个变量的改变实际上是对这个复制品进行改变。而另一个线程在使用这个变量时还可能一无所知。

                        2、volatile变量，不会去假设这个变量的值，每次都重新读取这个变量的值，对变量进行改变时直接作用于主内存。

                volatile只能保证可见性，不能保证“读-改-写”的原子性，不能使i++原子化。

                volatile变量不会被jvm缓存。一般用来做完成、中断的标记。需满足以下条件。线程A的i++,可能被线程B的i++干扰。

                        1、写入变量时不依赖变量的当前值，或者确保只有一个线程操作，i++就依赖当前值，它不需要操作堆内存。

                        2、The variable does not participate in invariants with other state variables; ？？？？？？？？

                        3、Locking is not required for any other reason while the variable is being accessed.？？？？？？？？？？

                volatile变量的几个例子（C语言上的）： 　　

                        1). 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器） 　　

                        2). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables) 　　

                        3). 多线程应用中被几个任务共享的变量 

                        区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所用不懂得volatile内容将会带来灾难。 

 

 

        3.2. Publication and Escape（发布和逸出）

                Publishing an object means making it available to code outside of its current scope, such as ：

                        1、by storing a reference to it where other code can find it, 

                        2、returning it from a nonprivate method, or passing it to a method in another class. 

 

                escaped：        

                        publishing objects before they are fully constructed can compromise thread safety

 

 

线程组是一个可以统一管理的线程集合，默认创建的线程，都属于相同的线程组。

竞争条件：

        accounts[0] += amount;//不是原子操作

        1、将accounts[0]加载到寄存器（java没有寄存器吧？叫pc，只是个名字不同而已）

        2、增加amount

        3、将结果写回accounts[0]

        //aload_0,getfield,iload_2,dup2,执行它们的线程可以在任何一个指令点上被中断。

        C语言-计算机原理

        装载-写入内存--？