创建线程的方式

  • 1.Thread
  • 2.Runnable（实例化接口，重新run方法，放入Thread中执行）

为什么Callable方式不算?

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首先，我们都知道创建线程都需要通过Thread，那么我们来看一下Thread的构造函数

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可以看到，Thread构造函数中压根就没有Callable类型的参数

接着，我们再来看看Callable，Callable是继承自FutureTask

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通过上面的源码截图，我们可以看出来Callable本质上还是Runnable的一种实现

CAS

Compare And Swap

提及CAS之前，我们先来提一下原子操作，原子操作就是一气呵成，中间不能被打断，学过操作系统的朋友应该和熟悉，没错，就类似于操作系统中的中断原语。

CAS原理

利用了现代处理器都支持的CAS的指令，循环这个指令，直到成功为止。

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会有两个重要的属性变量，旧值与新值（需要更改的值），每次进入前都会用旧值与内存中的变量值进行比较，如果相同，就会用新值替换内存中的变量值，否则将再次循环上述过程。

CAS的问题

ABA问题

什么是ABA问题呢？

就是旧值为A，被替换为新值B，后面的线程又替换为新值A。再后面的线程对比其存储的旧值与内存中的值相等，但是它并不知道中间有个A->B->A的过程。

解决方案

通过打标识的方式标记：

1.AtomicMarkableReference->仅仅标识发生了ABA现象

2.AtomicStampedReference->可以知道发生了几次ABA现象

开销问题

CAS是一个不断循环检测的过程，毫无疑问，这将带来一定的开销。

只能保证一个共享变量的原子操作

  • jdk中相关原子操作类的使用
    • 更新基本类型：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong
    • 更新数组：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，AtomicReferenceArray
    • 更新引用类型：AtomicReference，AtomicMarkableReference（只关心该没改过），AtomicStampedReference（还关心改过几次）

有些时候对于某些简单的操作采用加锁的话未免有些过重了，可以采用原子类型如果你需要改变多个变量，可以进行封装，通过AtomicReference来管理。

线程池机制

ThreadLocal简介

线程本地变量，也有些地方叫做线程本地存储，其实意思差不多。ThreadLocal可以让每个线程拥有属于自己的变量的副本，不会和其他线程的变量副本冲突，实现了线程的数据隔离

threadLocal

线程池简介

什么是线程池？为什么要用线程池？

  • Thread线程属于操作系统的资源，消耗CPU、内存 ->降低资源消耗
  • 线程有创建、执行、销毁的时间，所以为什么不事先准备好呢？->提高响应度
  • 所以需要一个策略机制来管理线程->提高线程的可管理性

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线程池的参数

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  • keepAliveSize和TimeUnit这俩参数控制空闲线程存活的时间

  • ThreadFactory对创建线程时做这些微调工作

  • RejectedExecutionHandler 拒绝策略（阻塞队列满，任务数超过了最大线程数，那么就会拒绝）

    • DiscardOldestPolicy 抛弃最老的，也就是队列队首的任务
    • AbortPolicy 直接抛出异常
    • CallerRunsPolicy 谁调用谁执行
    • DiscardPolicy 丢弃最新提交的任务

    当然也可以自己实现接口自定义拒绝策略

  • 阻塞队列BlockingQueue

阻塞队列

  • ArrayBlockingQueue：一个由数组结构组成的有界阻塞队列
  • LinkedBlockingQueue：一个由链表结构组成的有界阻塞队列
  • PriorityBlockingQueue：一个支持优先级排序的无界阻塞队列
  • DelayQueue：一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列
  • SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列
  • LinkedTransferQueue：一个由链表结构组成的无界阻塞队列
  • LinkedBlockingDeque：一个由链表结构组成的双向阻塞队列

这里以okhttp中的实用场景对其中几种做简介：

在OkHttp的分发器中的线程池定义如上，其实就和 Executors.newCachedThreadPool()创建的线程一样。首先核心线程为0，表示线程池不会一直为我们缓存线程，线程池中所有线程都是在60s内没有工作就会被回收。而最大线程Integer .MAX_VALUE与等待队列synchronousQueue的组合能够得到最大的吞吐量。即当需要线程池执行任务时，如果不存在空闲线程不需要等待，马上新建线程执行任务!等待队列的不同指定了线程池的不同排队机制。一般来说，等待队列BlockingQueue有: (ArrayBlockingQueue 、LinkedBlockingQueue 与synchronousQueue 。

假设向线程池提交任务时，核心线程都被占用的情况下:

ArrayBlockingQueue :基于数组的阻塞队列，初始化需要指定固定大小

当使用此队列时，向线程池提交任务，会首先加入到等待队列中，当等待队列满了之后，再次提交任务，尝试加入队列就会失败，这时就会检查如果当前线程池中的线程数未达到最大线程，则会新建线程执行新提交的任务。所以最终可能出现后提交的任务先执行，而先提交的任务一直在等待。

LinkedBlockingQueue :基于链表实现的阻塞队列，初始化可以指定大小，也可以不指定。

当指定大小后，行为就和ArrayBlockingQueue一致。而如果未指定大小，则会使用默认的Integer.MAX_VALUE作为队列大小。这时候就会出现线程池的最大线程数参数无用，因为无论如何，向线程池提交任务加入等待队列都会成功。最终意味着所有任务都是在核心线程执行。如果核心线程一直被占，那就一直等待。

SynchronousQueue :无容量的队列。

使用此队列意味着希望获得最大并发量。因为无论如何，向线程池提交任务，往队列提交任务都会失败。而失败后如果没有空闲的非核心线程，就会检查如果当前线程池中的线程数未达到最大线程，则会新建线程执行新提交的任务。完全没有任何等待，唯一制约它的就是最大线程数的个数。因此一般配合Integer.MAX_VALUE就实现了真正的无等待。

但是需要注意的时，我们都知道，进程的内存是存在限制的，而每一个线程都需要分配一定的内存。所以线程并不能无限个数。那么当设置最大线程数为Integer.MAX_VALUE时，OkHttp同时还有最大请求任务执行个数: 64的限制。这样即解决了这个问题同时也能获得最大吞吐。

两种线程池的提交任务的方法

  • execute(不关心有无返回结果)

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  • submit

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线程池的关闭

  • shutdown 尝试关闭一个线程，把当前没有执行任务的线程中断

  • shutdownNow 不管有没有执行任务的线程，都尝试中断

    但是不一定成功 所谓线程的中断是一个协作机制 看任务执行方

合理配置线程池资源

任务特性

  • CPU密集型 纯计算

    配置最大线程数不要超过机器的CPU核心数（Runtime.getRuntime()）顶多+1（保证核心线程有事做），否则切换线程带来时间浪费

  • IO密集型 与网络、读取磁盘等IO操作相关的

    最大线程数：机器的CPU核心线程数*2（推荐的经验值）

  • 混合型 兼并上面两者

    如果两者的执行时间相差不大，拆分成两个线程池专门处理各自类型

    如果两者相差很大，不用拆分（谁大配置谁）。

核心线程数，看业务（详情参考Okhttp）