多线程编程核心技术(三)

Start：第三章

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Date：20190202

Title：多线程编程核心技术

线程间的通信

要点：

使用wait/notify实现线程间的通信

生产者/消费者模式的实现

方法join的使用

ThreadLocal类的使用

wait/notify机制

wait会在wait时立马暂停线程的运行，而notify则会运行完该同步方法后才释放锁。（看底层C++代码的时候发现，在wait的时候调用了exit方法释放同步锁，而notify则没有，则默认在方法运行完后释放。）

wait和notify的时候，要在需要调用这个方法的线程内，lock.wait/lock.notify，初步理解为，将当前线程放入lock的wait队列里，或者唤醒lock的wait队列中的一个（每个object自带一个objectMonitor，这个是C++的源码，在java只能看到关键字native修饰的方法名）。（随机唤醒）而notifyAll则是遍历唤醒所有等待线程。

发出notify时如果没有任何等待线程，则略过。如果notify的时候没有阻塞的线程，然后再阻塞，那么相当于只执行了阻塞。

多次notify可以唤醒多个不同的线程。

notifyAll后执行的可能是优先级高的，也可能是随机，取决于jvm的实现。（这里尽量少用优先级控制执行顺序，因为优先级存在一个概率性，而不是绝对性。）

每个对象锁又两个队列，一个是就绪队列(准备执行)，一个是阻塞队列(进入阻塞)

wait的线程如果调用interrupt方法会报错：InterruptedException.(人家已经阻塞了你还让人家阻塞。)

Wait(long)等待到long时间，如果没有线程唤醒这个线程，到了Long毫秒后自动唤醒。（wait() == wait(0)，无限等待，直到唤醒)

还有一个Wait(Long,int)，如果int大于500000(纳秒)则Long+1，否则就Long毫秒

线程的状态：

new Thread >> Start >> Runnable >> 抢到资源 >> Running

生产者/消费者模式：

生产者线程和消费者线程分别用while(true)执行run

run中生产者进行生产，只生产一个产品，然后阻塞，直到消费者消费后，消费者唤醒生产者，告诉生产者：已经没有产品可以消费了，快起来生产。然后消费者阻塞。循环执行。

一对多和多对多的生产者和消费者关系:

一对多的时候，无论多的是生产者或者消费者，都有可能唤醒同类型的线程（及生产者唤醒生产者或者消费者唤醒消费者），陷入假死状态。

多对多同理。

可以用notifyAll来解决这个问题。唤醒的同类执行之后会wait，而如果是不同类则会进行，则只会产生一个产品/消费一个产品，然后唤醒异类（由于run中的方法是同步的，不存在脏读现象）。

线程间的字节流和字符流

PipedInputStream/PipedOutputStream

PipedRead/PipedWrite

和常用的IO流用法相似，这里不深度挖掘。

写入和备份的交叉运行：

这里用到的是volatile关键字，boolean类型，用来体现是写入还是存储。

而写入和存储的方法用Synchronized修饰成为同步方法。

则保证写入和备份交叉运行，且不会同时出现多个写入或者备份。

Join方法的使用

main(){ a.join()}

事实上是对a方法进行isAlive判断。如果a方法是活跃的（非阻塞），则阻塞调用线程--也就是main线程。直到a方法执行完。

join方法底层用的是wait方法实现的，和sleep看起来相同，但事实上sleep并不会释放锁，而join/wait会释放锁。

和wait相同，join(Long),join(Long,int)分别代表等待Long毫秒，或者（如果int大于500000(纳秒)则Long+1，否则就Long）毫秒

同理join() == join(0)

当三个方法同时争夺一个锁：

A,B,Main同时争夺一个锁B，且A先执行，执行时间大于main的b.join（等待）时间，会出现三种情况:A执行完，main发现自己的等待时间结束:

1.main与B争夺锁，且main胜出，先执行main

2.main与b争夺锁，且B胜出，先执行B

3.B，main同时争夺锁，不论谁胜出，最后执行输出的时候异步输出导致输出结果异常

ThreadLocal类的使用

多个线程同时调用ThreadLocal的get可以获取各自的值，互不干扰。

这里是因为get或者set的时候会把调用这个方法的线程带入。get自己ThreadLocalMap里的Entry或者set自己的ThreadLocalMap，事实上这里的Map还是Entry

(如果set的时候原来没有值则createMap，如果get的时候没有值则取到null)

为了避免get到Null可以写一个类继承ThreadLocal然后重写initValue方法，返回一个初始值即可（ThreadLocal的是返回一个null）。

InheritableThreadLocal类

继承自ThreadLocal，这个类使得子线程可以get父线程Set的值。这里将ThreadLocal中原本应该抛异常的childValue方法重写，返回的是父线程的值。

可以修改继承的值，只要写一个类继承InheritableThreadLocal类，并重写childValue方法即可。

若在子线程get的时候父线程set了，子线程取的仍然是旧值。