https://github.com/typ0520/high-concurrency-learning
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- Host: GitHub
- URL: https://github.com/typ0520/high-concurrency-learning
- Owner: typ0520
- Created: 2022-05-11T15:25:59.000Z (about 4 years ago)
- Default Branch: master
- Last Pushed: 2022-05-24T15:57:27.000Z (about 4 years ago)
- Last Synced: 2025-03-04T23:42:00.868Z (over 1 year ago)
- Language: Java
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- Readme: README.md
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README
# 线程状态
- NEW 线程刚创建，还没有启动
当前线程新建出来但没有启动，比如新建一个线程时new Thread()，此时线程就处于New状态，如果线程调用的了start()方法，此时线程开始执行run()下面的方法，这时候线程的状态也就会从New变成Runnable状态。
- RUNNABLE 可运行状态，线程调度器可以安排执行
在Java中，Runnable状态分为两种，一种是可能没有运行，正在等待CPU调度资源分配给线程使用，另外一种是已经正在运行。假设A线程正在执行，跑到一半分配的CPU资源被调度走做了别的事情，那么此时该线程会暂时不运行，等待重新分配CPU资源，这个时候线程的状态还是RUnnable状态不会做出改变。
- BLOCKED 被阻塞，正在等待锁
线程从RUnnable状态变成Blocked状态只有一种途径，就是当线程进入到synchronized没有拿到当前代码块对应的monitor锁，这个时候线程就会进入到Blocked状态。
- WAITING 等待被唤醒
线程从Runnable进入Waiting有以下三种情况：
- 线程调用了没有设置Timeout参数的Object.wait()方法。
- 线程调用了没有设置Timeout参数的Thread.join()方法。
- 线程调用了LockSupport.park()方法。
- Blocked状态是针对synchronized的monitor锁的，但是java中有很多种锁，例如：ReentrantLock。在这些锁中，如果线程没有获取到锁，就会直接进去Waiting状态，其实本质就是调用了LockSupport.park()，进入到Waiting状态。
- TIMED WAITING 隔一段时间后自动唤醒
与Waiting是一样的。 线程进入到Timed Waiting状态有以下四种情况：
- 线程调用了设置时间参数的Thread.sleep(long millis)方法。
- 线程调用了设置时间参数的Object.wait(long timeout)方法。
- 线程调用了设置时间参数的Thread.join(long millis)方法。
- 线程调用了设置时间参数的LockSupport.parkNanos(long nanos)和LockSupport.parkUntil(long deadline)方法。
- TERMINATED 线程结束
线程进入到Terminated有两种情况：
- run()方法中代码执行完毕，正常退出。
- 出现没有捕获的异常，终止的run()方法，意外退出。
```
Thread thread = new Thread();
System.out.println("thread state: " + thread.getState());
```
> 参考 https://cloud.tencent.com/developer/article/1724049?from=15425
# LockSupport.park LockSupport.unpark(&thread)
线程的挂起与唤醒
> 原理参考 https://blog.csdn.net/weixin_43767015/article/details/107207643
# 停止线程
- stop(废弃)
释放掉所有锁，容易产生数据不一致的问题，不建议使用
- suspend、resume(废弃)
原因同上
- volatile
打断时间点不够精确，另外线程执行了sleep、wait、ReentrantLock.lockInterruptibly()时阻塞住了无法循环回去
```
private volatile boolean done = false;
public void run() {
while (!done) {
//do something
}
}
```
- interrupt(建议)
# 三大特性
- 可见性
每个线程都有自己独立的栈空间，基本类型和对象引用的本地变量存储在线程栈中，对象的成员变量是跟随着对象本身存储在堆上的。
多核CPU状态下，不同的线程可能会在不同的核上执行，成员变量会被放入核的L1、L2、L3 cache中，读写时只是修改缓存的副本，只有等待下次刷新缓存行时才会同步到主存，
java层成员变量加上volatile可以保证CPU读的时候从主存获取，CPU写的时候立即同步到主存，另外java层某些操作会触发与主存的同步（例如: synchronized(this)）
> 参考 [https://www.jianshu.com/p/a3f9f2c3ecf8](https://www.jianshu.com/p/a3f9f2c3ecf8)
- 有序性
volatile
CPU执行指令时存在乱序的可能，存在的条件如下:
- as-if-serial
- 不影响单线程的最终一致性
- 原子性
CAS、synchronized
# 缓存行
CPU刷缓存时时批量操作的，缓存行的单位是64k；缓存行越大，局部性空间效率越高，但读取时间慢；缓存行越小，局部空间效率越低，但读取时间快；取一个折中值，目前多用: 64字节
# 缓存一致性协议
- MESI
Modified Exclusive Shared Invalid
# DCL double check lock
单例使用
# 对象的内存布局
8字节对齐，对象头(markword(8字节)、类型指针)，默认开启类型指针压缩和普通对象指针(oops)压缩(4字节)
-XX:-UseCompressedClassPointer 禁止压缩类型指针
-XX:-UseCompressedOops 禁止压缩普通对象指针
- ## 普通对象
- markword(锁信息、identity hashcode、gc信息)(8字节)
- 类型指针(4字节) 指向class对象的指针
- 实例数据
- 对齐数据
- ## 数组
- markword(锁信息、identity hashcode、gc信息)
- 类型指针
- 数组长度
- 实例数据
- 对齐数据
对象内存查看工具
```
implementation 'org.openjdk.jol:jol-core:0.16'
public class ClassMemorySample {
private static class T {
int m = 0;
String str = "ss";
}
@Test
public void test() {
Object obj = new Object();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
obj.hashCode();
synchronized (obj) {
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
}
System.out.println("-----------------------------------");
Object[] array = new Object[]{new Object(), new Object()};
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(array).toPrintable());
System.out.println("-----------------------------------");
T t = new T();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(t).toPrintable());
}
}
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
java.lang.Object object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x000070000a70f100 (thin lock: 0x000070000a70f100)
8 4 (object header: class) 0xf80001e5
12 4 (object alignment gap)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
-----------------------------------
[Ljava.lang.Object; object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf800234d
12 4 (array length) 2
12 4 (alignment/padding gap)
16 8 java.lang.Object Object;. N/A
Instance size: 24 bytes
Space losses: 4 bytes internal + 0 bytes external = 4 bytes total
-----------------------------------
_1_threadbasic._openjdk_jol$T object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0xf802ca13
12 4 int T.m 0
16 4 java.lang.String T.str (object)
20 4 (object alignment gap)
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
```
# 对象定位
- 句柄
- 直接
# 对象分配
首先尝试在栈上分配 -> 然后线程本地缓冲区(TLAB) -> eden -> s1 s2 -> 老年代
# volatile
# 锁
- synchronized
https://mp.weixin.qq.com/s/9O-8Rs-LAUrdXSLOpUFTyQ
- JUC(底层使用CAS)
悲观锁/乐观锁
公平锁/非公平锁
ReentrantLock底层用的是AQS
# AQS
# 线程池
- ThreadPoolExecutor
- ForkJoinPoll