购物网站建设推进表,淘宝seo搜索优化,怎么做淘宝客采集网站,网站建设网站需要什么软件目录 什么是线程#xff1f;什么是进程#xff1f;为什么要有线程#xff1f;有什么关系与区别#xff1f;什么是守护线程#xff1f;如何创建、启动 Java 线程#xff1f;线程池参数详细解释Callable接口和Future类偏向锁 / 轻量级锁 / 重量级锁synchronized 和 java.ut… 目录 什么是线程什么是进程为什么要有线程有什么关系与区别什么是守护线程如何创建、启动 Java 线程线程池参数详细解释Callable接口和Future类偏向锁 / 轻量级锁 / 重量级锁synchronized 和 java.util.concurrent.lock.Lock 之间的区别synchronized 和 java.util.concurrent.lock.Lock 之间的区别java.util.concurrent.lock.Lock 与 java.util.concurrent.lock.ReadWriteLock 之间的区别什么是死锁发生的条件避免死锁介绍一下ForkJoinPool的使用 什么是线程什么是进程为什么要有线程有什么关系与区别
线程 线程是进程中的最小执行单元是CPU调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程这些线程共享进程的资源包括内存空间、文件描述符等。线程之间可以并发执行使得程序可以同时处理多个任务提高了系统的响应能力和并发性。
进程 进程是操作系统中的一个执行实例是程序在计算机上的一次执行活动。每个进程都有自己独立的内存空间和系统资源进程之间是相互独立的。进程的切换代价相对较高因为需要保存和恢复进程的所有状态信息。
为什么要有线程 在单核CPU时代进程是独立运行的每个进程有自己的地址空间进程之间切换开销大。为了充分利用CPU的计算资源提高系统并发能力引入了线程的概念。线程在同一个进程内共享进程的资源线程间切换开销较小可以实现更高效的多任务处理。
关系与区别
关系线程是进程的一部分一个进程可以包含多个线程。线程共享进程的资源包括内存空间、文件描述符等。区别进程是一个独立的执行实例有自己独立的内存空间和系统资源。线程是进程的最小执行单元多个线程共享进程的资源。进程之间相互独立线程之间可以并发执行共享进程的资源。
总结线程是进程内部的执行流是处理器执行任务的最小单位。一个进程可以包含多个线程线程之间可以并发执行共享进程的资源从而提高系统的并发性和性能。多线程编程可以实现更高效的多任务处理但也需要注意线程同步和共享资源的安全性问题。
什么是守护线程
守护线程Daemon Thread是一种特殊类型的线程其特点是在程序运行时在后台提供一种通用服务的功能。与普通线程用户线程相对应守护线程的生命周期依赖于程序中是否还存在正在运行的用户线程。当所有的用户线程结束运行时守护线程会被自动终止而不会等待其运行完成。
在Java中通过调用Thread类的setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。守护线程通常用于提供程序的支持和后台服务如垃圾回收器GC线程就是一个典型的守护线程。垃圾回收器在程序运行过程中自动回收不再使用的对象但当所有用户线程执行完毕时程序就终止了此时也不需要再继续执行垃圾回收的工作因此垃圾回收线程会自动终止。
守护线程的一个重要应用场景是Web服务器它可以创建一个守护线程来处理网络连接如果所有的用户请求线程都结束了服务器就没有处理请求的必要了守护线程会自动退出。
需要注意的是守护线程并不适合处理需要完整执行的任务因为它的生命周期是不可控的当所有用户线程结束时它会被强制终止可能导致任务未完成。因此守护线程适合处理后台服务和支持性工作而不适合处理关键业务逻辑。
如何创建、启动 Java 线程
在Java中创建和启动线程通常有两种方式继承Thread类和实现Runnable接口。
1. 继承Thread类 创建一个继承自Thread类的子类并重写run()方法来定义线程的执行逻辑。然后通过调用start()方法来启动线程。示例代码如下
public class MyThread extends Thread {Overridepublic void run() {// 线程执行逻辑System.out.println(Thread is running!);}public static void main(String[] args) {MyThread thread new MyThread();thread.start(); // 启动线程}
}2. 实现Runnable接口 创建一个实现了Runnable接口的类并实现run()方法来定义线程的执行逻辑。然后将实现了Runnable接口的类作为参数传递给Thread类的构造方法并调用start()方法启动线程。示例代码如下
public class MyRunnable implements Runnable {Overridepublic void run() {// 线程执行逻辑System.out.println(Thread is running!);}public static void main(String[] args) {MyRunnable myRunnable new MyRunnable();Thread thread new Thread(myRunnable);thread.start(); // 启动线程}
}无论是继承Thread类还是实现Runnable接口调用start()方法后线程会进入就绪状态并由Java虚拟机自动调度执行。需要注意的是线程的执行顺序是由系统的线程调度器决定的因此线程的执行顺序可能是随机的。
除了继承Thread类和实现Runnable接口外还可以使用Callable接口和Future类创建线程。Callable接口允许线程返回一个结果而Future类可以用于获取Callable线程的返回值。这是一种更加灵活的方式来创建和管理线程。
线程池参数
在Java中线程池的参数主要由ThreadPoolExecutor类的构造方法来定义它的构造方法有以下几个参数 corePoolSize 表示线程池的核心线程数也就是线程池中始终保持活动状态的线程数量。即使这些线程处于空闲状态也不会被回收。当有新的任务提交时如果核心线程数还没有达到上限会优先创建新的核心线程来执行任务。 maximumPoolSize 表示线程池的最大线程数包括核心线程和非核心线程。当有新的任务提交时如果核心线程数已满并且线程池中的线程数量还没有达到最大线程数会创建新的非核心线程来执行任务。当线程池中的线程数达到最大线程数后如果任务继续提交任务会被放入任务队列中等待执行。 keepAliveTime 表示非核心线程的空闲时间。当非核心线程空闲时间超过该值时会被回收释放以减少线程池的线程数量。这个参数只有在allowCoreThreadTimeOut设置为true时才生效。 unit 表示keepAliveTime的时间单位可以是TimeUnit.SECONDS、TimeUnit.MINUTES等等。 workQueue 表示任务队列用于存放等待执行的任务。当线程池的线程数达到核心线程数后后续提交的任务会被放入任务队列中等待执行。线程池提供了多种任务队列的实现常用的有ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue等。 threadFactory 表示线程工厂用于创建新的线程。可以通过自定义线程工厂来给线程设置特定的名称、优先级等。 handler 表示线程池的拒绝策略当线程池的任务队列和线程数都已满无法继续接收新的任务时会根据指定的拒绝策略来处理这些任务。常用的拒绝策略有ThreadPoolExecutor.AbortPolicy抛出异常、ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy由提交任务的线程来执行任务、ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy直接丢弃任务等。
综上所述线程池的参数主要包括核心线程数、最大线程数、非核心线程的空闲时间、任务队列、线程工厂和拒绝策略等。合理地设置这些参数可以根据系统的需求来控制线程池的并发度、资源消耗和任务调度以达到最优的性能和资源利用率。
详细解释Callable接口和Future类
Callable接口和Future类是Java多线程中用于处理有返回值的任务的一组接口和类。它们通常与线程池结合使用使得多线程编程更加灵活和高效。
Callable接口 Callable接口是一个泛型接口定义了一个带有返回值的任务它只有一个方法call()没有像Runnable接口那样的run()方法。call()方法可以返回一个结果并且可以抛出异常。通常情况下我们可以通过实现Callable接口来创建具有返回值的任务并将任务提交给线程池执行。Callable接口的定义如下
public interface CallableV {V call() throws Exception;
}Future类 Future类是一个接口它代表了异步计算的结果。当一个线程提交了一个Callable任务到线程池后线程池会返回一个Future对象通过该对象可以获得任务的执行结果。Future接口定义了一些方法用于查询任务是否完成、获取任务的执行结果或者取消任务的执行。常用的Future实现类是FutureTask。Future接口的定义如下
public interface FutureV {boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);boolean isCancelled();boolean isDone();V get() throws InterruptedException, ExecutionException;V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}通过Future对象我们可以在主线程中继续执行其他任务然后在需要获取任务结果的地方调用get()方法来等待任务执行完成并获取结果。如果任务还没有执行完成get()方法将会阻塞主线程直到任务执行完成并返回结果。如果不想等待任务执行完成可以使用isDone()方法来判断任务是否完成。
总结Callable接口用于定义带有返回值的任务Future类用于获取任务的执行结果或者取消任务的执行。通过这两个接口我们可以更好地管理多线程任务实现高效的并发编程。
偏向锁 / 轻量级锁 / 重量级锁
偏向锁、轻量级锁、重量级锁都是Java中用于优化锁的实现针对不同的锁竞争场景采用不同的策略来提高锁的性能。
1. 偏向锁Biased Locking 偏向锁是Java中针对单线程访问同步块的优化措施。它的设计思想是假设在大多数情况下锁只会被一个线程访问因此当一个线程访问同步块时会将对象头中的标记设置为偏向锁并记录下持有偏向锁的线程ID。这样下次这个线程再次访问同步块时就无需再进行加锁操作而是直接进入临界区。如果有其他线程尝试竞争偏向锁偏向锁就会升级为轻量级锁。
2. 轻量级锁Lightweight Locking 轻量级锁是针对多个线程交替执行同步块的优化措施。当一个线程尝试获取锁时会先在栈帧中分配一块用于存储锁记录的空间并将对象头中的标记设置为轻量级锁。然后线程尝试使用CAS比较并交换操作来尝试获取锁如果获取成功则进入临界区执行。如果CAS操作失败说明有其他线程也在竞争锁这时轻量级锁会膨胀为重量级锁。
3. 重量级锁Heavyweight Locking 重量级锁是Java中默认的锁实现用于处理复杂的锁竞争场景。当一个线程尝试获取锁时会进入重量级锁的阻塞状态操作系统会将该线程挂起直到锁被释放然后唤醒该线程。重量级锁采用操作系统的原生锁机制会涉及用户态和内核态的切换开销较大适用于竞争激烈的情况。
在锁的优化中JVM会根据线程竞争的情况自动选择偏向锁、轻量级锁或重量级锁来提高锁的性能。偏向锁适用于只有一个线程访问同步块的情况轻量级锁适用于多个线程交替执行同步块的情况而重量级锁适用于竞争激烈的情况。这些优化措施都是为了减少锁的开销提高程序的并发性能。
synchronized 和 java.util.concurrent.lock.Lock 之间的区别
synchronized和java.util.concurrent.lock.Lock都是Java中用于实现线程同步的机制但它们之间有一些重要的区别 锁的类型 synchronized是Java中的关键字属于内置锁Intrinsic Lock可以直接在方法或代码块中使用。每个Java对象都有一个内置锁通过synchronized关键字来获取。java.util.concurrent.lock.Lock是Java并发包中提供的接口属于显式锁Explicit Lock。它提供了更灵活的锁定和释放机制并且可以有多个条件变量。 获取锁的方式 synchronized的获取锁是隐式的在进入synchronized代码块或方法时自动获取锁在退出代码块或方法时自动释放锁。java.util.concurrent.lock.Lock的获取锁是显式的需要手动调用lock()方法来获取锁调用unlock()方法来释放锁。这样可以更精确地控制锁的范围和持有时间。 锁的可中断性 synchronized获取锁的过程是不可中断的即使其他线程尝试中断持有锁的线程也无法中断。java.util.concurrent.lock.Lock中的锁可以通过lockInterruptibly()方法实现可中断的获取锁操作当其他线程中断当前线程时可以中断获取锁的过程。 锁的公平性 synchronized锁是非公平的当一个线程释放锁后任何一个等待该锁的线程都有机会获取锁。java.util.concurrent.lock.Lock中的锁可以是公平的通过ReentrantLock类的构造函数可以指定是否使用公平锁默认是非公平锁。 灵活性和功能 java.util.concurrent.lock.Lock提供了更多的功能例如可以尝试获取锁、设定获取锁的超时时间、创建多个条件变量等可以满足更复杂的同步需求。synchronized相对简单适用于一些简单的同步需求而且在JVM中使用synchronized的优化措施如偏向锁、轻量级锁等可以带来一定的性能优势。
总体而言对于简单的同步需求synchronized是较为方便的选择。而对于复杂的同步需求或者需要更精细地控制锁的行为java.util.concurrent.lock.Lock提供了更多的灵活性和功能可以更好地满足需求。
synchronized 和 java.util.concurrent.lock.Lock 之间的区别
synchronized和java.util.concurrent.lock.Lock都是Java中用于实现线程同步的机制但它们之间有一些重要的区别 锁的类型 synchronized是Java中的关键字属于内置锁Intrinsic Lock可以直接在方法或代码块中使用。每个Java对象都有一个内置锁通过synchronized关键字来获取。java.util.concurrent.lock.Lock是Java并发包中提供的接口属于显式锁Explicit Lock。它提供了更灵活的锁定和释放机制并且可以有多个条件变量。 获取锁的方式 synchronized的获取锁是隐式的在进入synchronized代码块或方法时自动获取锁在退出代码块或方法时自动释放锁。java.util.concurrent.lock.Lock的获取锁是显式的需要手动调用lock()方法来获取锁调用unlock()方法来释放锁。这样可以更精确地控制锁的范围和持有时间。 锁的可中断性 synchronized获取锁的过程是不可中断的即使其他线程尝试中断持有锁的线程也无法中断。java.util.concurrent.lock.Lock中的锁可以通过lockInterruptibly()方法实现可中断的获取锁操作当其他线程中断当前线程时可以中断获取锁的过程。 锁的公平性 synchronized锁是非公平的当一个线程释放锁后任何一个等待该锁的线程都有机会获取锁。java.util.concurrent.lock.Lock中的锁可以是公平的通过ReentrantLock类的构造函数可以指定是否使用公平锁默认是非公平锁。 灵活性和功能 java.util.concurrent.lock.Lock提供了更多的功能例如可以尝试获取锁、设定获取锁的超时时间、创建多个条件变量等可以满足更复杂的同步需求。synchronized相对简单适用于一些简单的同步需求而且在JVM中使用synchronized的优化措施如偏向锁、轻量级锁等可以带来一定的性能优势。
总体而言对于简单的同步需求synchronized是较为方便的选择。而对于复杂的同步需求或者需要更精细地控制锁的行为java.util.concurrent.lock.Lock提供了更多的灵活性和功能可以更好地满足需求。
java.util.concurrent.lock.Lock 与 java.util.concurrent.lock.ReadWriteLock 之间的区别
java.util.concurrent.lock.Lock和java.util.concurrent.lock.ReadWriteLock都是Java并发包中用于实现线程同步的接口它们之间的区别主要在于锁的类型和用途
1. 锁的类型 java.util.concurrent.lock.Lock是一种通用的锁接口用于实现基本的互斥锁。它提供了两个基本方法lock()用于获取锁unlock()用于释放锁。Lock接口的实现类ReentrantLock是一种可重入锁它允许同一个线程多次获取同一个锁避免了死锁的问题。 java.util.concurrent.lock.ReadWriteLock是一种读写锁接口它可以让多个线程同时读取共享资源但在写操作时需要互斥。ReadWriteLock接口提供了两个锁读锁读共享锁和写锁写独占锁。读锁可以被多个线程同时获取用于读取共享资源而写锁只能被一个线程获取用于修改共享资源。
2. 用途 java.util.concurrent.lock.Lock适用于一般性的互斥场景它提供了灵活的锁定和解锁机制可以手动控制锁的获取和释放。它的实现类ReentrantLock可以实现公平锁或非公平锁也支持可中断的获取锁操作。 java.util.concurrent.lock.ReadWriteLock适用于读多写少的场景它可以提高读操作的并发性能。在读多写少的情况下多个线程可以同时获取读锁来读取共享资源而只有在写操作时需要排他性此时才需要获取写锁。
综上所述Lock接口适用于通用的互斥场景提供了灵活的锁定和解锁机制而ReadWriteLock接口适用于读多写少的场景可以提高读操作的并发性能。在不同的场景下可以根据需求选择合适的锁实现。
什么是死锁发生的条件避免死锁
死锁发生的条件
互斥共享资源只能被一个线程占用 占有且等待线程 t1 已经取得共享资源 s1尝试获取共享资源 s2 的时候不释放共享资源 s1 不可抢占其他线程不能强行抢占线程 t1 占有的资源 s1 循环等待线程 t1 等待线程 t2 占有的资源线程 t2 等待线程 t1 占有的资源
避免死锁的方法
对于以上 4 个条件只要破坏其中一个条件就可以避免死锁的发生。
对于第一个条件 “互斥” 是不能破坏的因为加锁就是为了保证互斥。
其他三个条件我们可以尝试
一次性申请所有的资源破坏 “占有且等待” 条件 占有部分资源的线程进一步申请其他资源时如果申请不到主动释放它占有的资源破坏 “不可抢占” 条件 按序申请资源破坏 “循环等待” 条件
介绍一下ForkJoinPool的使用
