入门JUC及虚假唤醒

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今天开始juc的学习,故在此整理以往杂乱的知识碎片


首先我们来回顾与高并发相关的基础知识

进程和线程的区别

  • 进程——进程故名思意是程序的进度,它是操作系统资源的基本单位。程序和进程的关系相似于类和对象,所以进程和对象一样有着生命周期,一个程序可以有多个进程。
  • 线程——线程是程序执行的分支,同一进程下的线程共享同一资源

并发与并行

  • 并发——宏观上并行,微观上串行。多线程操作同一资源 脑补:车流通过收费站
  • 并行——同时发生。多线程同时工作 脑补:赛车比赛

多线程

同一进程下的线程可以在多核处理器下并行,在单核处理器并发(cpu高速轮转)


接下来有一个问题

java是怎么开启线程的

  • 我们先清楚一切系统资源的调用都要通过操作系统,系统提供调用接口。线程的启动也是如此, 而java是运行在虚拟机上的它并不能去直接调用操作系统的接口。而是通过nactive方法库(使用c和c++编写的库)来调用。 下面的start0()就是一个被nactive修饰的方法

    public synchronized void start() { //把new的线程加入到线程组 group.add(this); boolean started = false; try { //调用本地方法库 start0(); started = true; } finally { try { if (!started) { group.threadStartFailed(this); } } catch (Throwable ignore) { } } }


线程的状态

    NEW,

    /**
     * Thread state for a runnable thread.  A thread in the runnable
     * state is executing in the Java virtual machine but it may
     * be waiting for other resources from the operating system
     * such as processor.
     */
    RUNNABLE,

    /**
     * Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.
     * A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock
     * to enter a synchronized block/method or
     * reenter a synchronized block/method after calling
     * {@link Object#wait() Object.wait}.
     */
    BLOCKED,

    /**
     * Thread state for a waiting thread.
     * A thread is in the waiting state due to calling one of the
     * following methods:
     * <ul>
     *   <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>
     *   <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>
     *   <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>
     * </ul>
     *
     * <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to
     * perform a particular action.
     *
     * For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>
     * on an object is waiting for another thread to call
     * <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on
     * that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>
     * is waiting for a specified thread to terminate.
     */
    WAITING,

    /**
     * Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.
     * A thread is in the timed waiting state due to calling one of
     * the following methods with a specified positive waiting time:
     * <ul>
     *   <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>
     *   <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>
     *   <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>
     *   <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>
     *   <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>
     * </ul>
     */
    TIMED_WAITING,

    /**
     * Thread state for a terminated thread.
     * The thread has completed execution.
     */
    TERMINATED;

wait和sleep的区别

  • wait()——Object类的实例方法。可以让线程进入阻塞状态
  • wiat()执行流程
    • 释放锁线程进入锁的阻塞队列
    • 等待被唤醒
    • 抢占锁执行

image.png

  • sleep()——thread的实例方法。可以让线程进入休眠状态
  • sleep()执行流程
    • 线程不释放锁,释放cpu资源,就是线程在这卡住了规定卡多久
    • 开始计时
    • 时间到了继续执行 它们的区别在于
      1.所属的类不同
      2.sleep属于线程内的自我调节 脑补:睡眠并订闹钟 wiat 被催眠只能被唤醒,强调一个被动
      3.sleep会让出cpu等可调度资源但是会持续占据锁。换句话说,休息了但是还霸占了床 而wait释放一切资源包括锁

虚假唤醒

  • 首先我们来看官方文档

image.png

  • 监视器是有一个阻塞队列的,当该监视器的拥有者调用了notifyAll()时,会唤醒所有在阻塞队列中的线程,这些线程会竞争监视器的所有权。胜者执行,败者阻塞 先模拟一个场景,现在火车站有一个柜台,三个消费者要购买上海飞往南昌的高铁票。假设只剩下最后一张票,三个消费者先抢占柜台占有权,胜者购买执行买票流程,败者阻塞。当第一位哥们买完之后,票数为0,所以就算其他哥们抢到了柜台占有权也无法进行买票操作,由于不满足票数大于0的条件也只能执行wait()并释放锁(你总不能没票还一直赖着柜台不走吧),而此时刚开始抢到票的大哥因为某个原因要退票,而此时柜台又没人占所以顺利退票,退票完成后执行notifyAll(),其他哥们一听又抢占柜台,此时第二位哥们进行购票,票数为0,那个哥们走后,第三位哥们才抢到柜台,也执行买票操作,此时票数为0,不符合买票条件,所以称之为虚假唤醒。

  • 本质是条件只判断一次,就时第一次售票员说没票了,进入等待。当售票员说有票了,你之间进入买票流程。但是有可能票已经让人买走了,所以要每次买票前都判断一下条件。即使用while判断