并发编程及工具类

本文主要是介绍并发编程及工具类，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

并发编程

CPU时间片轮转机制：又称RR调度，会导致上下文切换

什么是进程和线程
进程：程序运行资源分配的最小单位，进程内部有多个线程，会共享这个进程的资源
线程：CPU调度的最小单位，必须依赖进程而存在。

并行和并发
并行：同一时刻，可以同时处理事情的能力
并发：与单位时间相关，在单位时间内可以处理事情的能力

调用一个线程的interrupt() 方法中断一个线程，并不是强行关闭这个线程，只是跟这个线程打个招呼，将线程的中断标志位置为true，线程是否中断，由线程本身决定。
isInterrupted() 判定当前线程是否处于中断状态。
static方法interrupted() 判定当前线程是否处于中断状态，同时中断标志位改为false。
方法里如果抛出InterruptedException，线程的中断标志位会被复位成false，如果确实是需要中断线程，要求我们自己在catch语句块里再次调用interrupt()。

run()和start() ：run方法就是普通对象的普通方法，只有调用了start()后，Java才会将线程对象和操作系统中实际的线程进行映射，再来执行run方法。
yield() ：让出cpu的执行权，将线程从运行转到可运行状态，但是下个时间片，该线程依然有可能被再次选中运行。

notify和notifyAll应该用谁？
应该尽量使用notifyAll，使用notify因为有可能唤醒的是其他线程，发生信号丢失的的情况。wait和notify基于同个对象上操作，调用wait方法后，此线程会进入等待状态，等待被唤醒

join()方法
线程A，执行了线程B的join方法，线程A必须要等待B执行完成了以后，线程A才能继续自己的工作，join内部方法为wait

调用yield() 、sleep()、wait()、notify()等方法对锁有何影响？
线程在执行yield()以后，持有的锁是不释放的
sleep()方法被调用以后，持有的锁是不释放的
调动方法之前，必须要持有锁。调用了wait()方法以后，锁就会被释放，当wait方法返回的时候，线程会重新持有锁
调动方法之前，必须要持有锁，调用notify()方法本身不会释放锁的

Fork-Join
规模为N的问题，N<阈值，直接解决，N>阈值，将N分解为K个小规模子问题（拆到不能再拆），子问题互相对立，与原问题形式相同，将子问题的解join得到原问题的解
工作密取：当线程A已经完成了分配给他的所有子任务，线程B还没有完成时，线程A会从线程B的任务中抽取部分任务执行（从任务后面开始），从而减少整个大任务的执行时间
MyTask extends RecursiveTask/RecursiveAction/ForkJoinTask

常用的并发工具类

CountDownLatch
作用：是一组线程等待其他的线程完成工作以后在执行，加强版join
await用来等待，countDown负责计数器的减一
原理：内部类Sync extends AbstractQueuedSynchronizer
初始CountDownLatch数量即为设置aqs的state值，countDown方法使用cas进行减一操作，await方法循环判断state值是否为0，不为0则通过LockSupport的pack方法进行阻塞，为0则通过LockSupport的unpark方法唤醒线程继续执行

CyclicBarrier
让一组线程达到某个屏障，被阻塞，一直到组内最后一个线程达到屏障时，屏障开放，所有被阻塞的线程会继续运行CyclicBarrier(int parties)
CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，屏障开放，barrierAction定义的任务会执行
原理：假设parties数量为2，线程thread1和线程thread2都执行到CyclicBarrier的await()，都进入dowait(boolean timed, long nanos)，thread1先获取到独占锁，执行到–count的时，index等于1，所以进入下面的for循环，接着执行trip.await()，进入await()方法，执行Node node = addConditionWaiter()将当前线程构造成Node节点并加入到Condition等待队列中，然后释放获取到的独占锁，当前线程进入阻塞状态（LockSupport.park）；此时，线程thread2可以获取独占锁，继续执行–count，index等于0（此时已满足CyclicBarrier数量条件，所以当前线程不用加入到Condition等待队列中进行阻塞），直接先执行barrierAction任务，即command.run()，然后执行nextGeneration()，AQS的doSignalAll(Node node)方法，从Condition等待队列中的头结点开始释放节点，唤醒节点对应的线程（LockSupport.unpark），即thread1恢复执行。

CountDownLatch和CyclicBarrier辨析
1、countdownlatch放行由第三者控制，CyclicBarrier放行由一组线程本身控制
2、countdownlatch放行条件》=线程数，CyclicBarrier放行条件=线程数

Semaphore
控制同时访问某个特定资源的线程数量，用在流量控制

Exchange
两个线程间的数据交换

Callable、Future和FutureTask
isDone，结束，正常还是异常结束，或者自己取消，返回true；
isCancelled 任务完成前被取消，返回true；
cancel（boolean）：
1、任务还没开始，返回false
2、任务已经启动，cancel（true），中断正在运行的任务，中断成功，返回true，cancel（false），不会去中断已经运行的任务
3、任务已经结束，返回false

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