码农小汪之-线程的基本概念

2024-08-21 00:58

本文主要是介绍码农小汪之-线程的基本概念,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

学习操作系统的时候,我们就经常接触,线程,进程。不免的讨论消费者,生产者问题。引发的竞争和同步的问题。这个对于线程来说,必须的了解的。我们开发中,在并发编程,多线程的情况下,肯定会接触这些东西。所以,我也想学习哈哈。

先理解一些基本的概念:共享、可变、线程安全性、线程同步、原子性、可见性、有序性。

共享、可变

要编写线程安全的代码,其核心在于对共享的和可变的状态进行访问。

“共享”就意味着变量可以被多个线程同时访问。我们知道系统中的资源是有限的,不同的线程对资源都是具有着同等的使用权。有限、公平就意味着竞争,竞争就有可能会引发线程问题。

“可变”是指变量的值在其生命周期内是可以发生改变的。“可变”对应的是“不可变”。我们知道不可变的对象一定是线程安全的,并且永远也不需要额外的同步(因为一个不可变的对象只要构建正确,其外部可见状态永远都不会发生改变)。所以“可变”意味着存在线程不安全的风险。解决办法:

1、不在线程中共享该状态变量,可以将变量封装到方法中。(栈在JVM
中为线程私有的,放在栈区)

2、将状态变量修改为不可变的变量(final)。

3、访问状态变量时使用同步策略。

4、使用原子变量类。
java.util.concurrent.atomic的原子类,这个包里面提供了一组原子类。其基本的特性就是在多线程环境下,当有多个线程同时执行这些类的实例包含的方法时,具有排他性,即当某个线程进入方法,执行其中的指令时,不会被其他线程打断,而别的线程就像自旋锁一样,一直等到该方法执行完成,才由JVM从等待队列中选择一个另一个线程进入,这只是一种逻辑上的理解。实际上是借助硬件的相关指令来实现的,不会阻塞线程(或者说只是在硬件级别上阻塞了)。AtomicBoolean,AtomicInteger,AtomicLong,AtomicReference…

线程安全性

线程安全是一个比较复杂的概念。其核心概念就是正确性。所谓正确性就是某各类的行为与其规范完全一致,即其近似与“所见即所知(we know it when we see it)”。当多个线程访问某各类时,不管运行时环境采用何种调度方式或者这些线程将如何交替执行,并且在主调代码中不需要任何额外的同步或者协同,这个类都能表现出正确的行为,那么就称这个类是线程安全的.简单的说,任由我们怎么执行,最后的结果都是一个样子的,具有唯一性。

线程同步

按照规定的顺序,协同的处理。我弄完了,你在去弄。

线程同步,就是当线程发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不会返回,其他线程也不能调用该方法。就一般而言,我们在说同步、异步的时候,特指那些需要其他组件来配合或者需要一定时间来完成的任务。在多线程编程里面,一些较为敏感的数据时不允许被多个线程同时访问的,使用线程同步技术,确保数据在任何时刻最多只有一个线程访问,保证数据的完整性

线程同步的机制主要有:

临界区、互斥量、事件、信号量

四种方式,操作系统都讲过的,回顾一下,当时这些就是难点,很难理解。

1、临界区:通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码,速度快,适合控制数据访问。在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问,如果有多个线程试图访问公共资源,那么在有一个线程进入后,其他试图访问公共资源的线程将被挂起,并一直等到进入临界区的线程离开,临界区在被释放后,其他线程才可以抢占。

2、互斥量:采用互斥对象机制。 只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限,因为互斥对象只有一个,所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。互斥不仅能实现同一应用程序的公共资源安全共享,还能实现不同应用程序的公共资源安全共享。

3、信号量:它允许多个线程在同一时刻访问同一资源,但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。

4、事 件: 通过通知操作的方式来保持线程的同步,还可以方便实现对多个线程的优先级比较的操作。

#原子性
原子操作:我记得很清楚,一口气操作完,不允许被打断。可能被打断的就不具备这个属性了。
原子是世界上最小的单位,具有不可分割性。在我们编程的世界里,某个操作如果不可分割我们就称之为该操作具有原子性。例如:i = 0,这个操作是不可分割的,所以该操作具有原子性。如果某个操作可以分割,那么该操作就不具备原子性,例如i++。非原子操作都存在线程安全问题,这个时候我们需要使用同步机制来保证这些操作变成原子操作,来确保线程安全。

可见性

线程可见性是指线程之间的可见性,即一个线程对状态的修改对另一个线程是可见的,也就是一个线程修改的结果,另外一个线程立马就知道了。比如volitile修饰的变量,就具备可见性。

有序性

有序性指的是数据不相关的变量在并发的情况下,实际执行的结果和单线程的执行结果是一样的,不会因为重排序的问题(重排序,是JVM造成的,不按照程序的顺序执行,进行了一些优化)导致结果不可预知。volatile, final, synchronized,显式锁都可以保证有序性。

这篇关于码农小汪之-线程的基本概念的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1091668

相关文章

Spring Boot3虚拟线程的使用步骤详解

《SpringBoot3虚拟线程的使用步骤详解》虚拟线程是Java19中引入的一个新特性,旨在通过简化线程管理来提升应用程序的并发性能,:本文主要介绍SpringBoot3虚拟线程的使用步骤,... 目录问题根源分析解决方案验证验证实验实验1:未启用keep-alive实验2:启用keep-alive扩展建

Java终止正在运行的线程的三种方法

《Java终止正在运行的线程的三种方法》停止一个线程意味着在任务处理完任务之前停掉正在做的操作,也就是放弃当前的操作,停止一个线程可以用Thread.stop()方法,但最好不要用它,本文给大家介绍了... 目录前言1. 停止不了的线程2. 判断线程是否停止状态3. 能停止的线程–异常法4. 在沉睡中停止5

Java捕获ThreadPoolExecutor内部线程异常的四种方法

《Java捕获ThreadPoolExecutor内部线程异常的四种方法》这篇文章主要为大家详细介绍了Java捕获ThreadPoolExecutor内部线程异常的四种方法,文中的示例代码讲解详细,感... 目录方案 1方案 2方案 3方案 4结论方案 1使用 execute + try-catch 记录

Spring Boot 中正确地在异步线程中使用 HttpServletRequest的方法

《SpringBoot中正确地在异步线程中使用HttpServletRequest的方法》文章讨论了在SpringBoot中如何在异步线程中正确使用HttpServletRequest的问题,... 目录前言一、问题的来源:为什么异步线程中无法访问 HttpServletRequest?1. 请求上下文与线

在 Spring Boot 中使用异步线程时的 HttpServletRequest 复用问题记录

《在SpringBoot中使用异步线程时的HttpServletRequest复用问题记录》文章讨论了在SpringBoot中使用异步线程时,由于HttpServletRequest复用导致... 目录一、问题描述:异步线程操作导致请求复用时 Cookie 解析失败1. 场景背景2. 问题根源二、问题详细分

Java多线程父线程向子线程传值问题及解决

《Java多线程父线程向子线程传值问题及解决》文章总结了5种解决父子之间数据传递困扰的解决方案,包括ThreadLocal+TaskDecorator、UserUtils、CustomTaskDeco... 目录1 背景2 ThreadLocal+TaskDecorator3 RequestContextH

java父子线程之间实现共享传递数据

《java父子线程之间实现共享传递数据》本文介绍了Java中父子线程间共享传递数据的几种方法,包括ThreadLocal变量、并发集合和内存队列或消息队列,并提醒注意并发安全问题... 目录通过 ThreadLocal 变量共享数据通过并发集合共享数据通过内存队列或消息队列共享数据注意并发安全问题总结在 J

异步线程traceId如何实现传递

《异步线程traceId如何实现传递》文章介绍了如何在异步请求中传递traceId,通过重写ThreadPoolTaskExecutor的方法和实现TaskDecorator接口来增强线程池,确保异步... 目录前言重写ThreadPoolTaskExecutor中方法线程池增强总结前言在日常问题排查中,

Springboot的ThreadPoolTaskScheduler线程池轻松搞定15分钟不操作自动取消订单

《Springboot的ThreadPoolTaskScheduler线程池轻松搞定15分钟不操作自动取消订单》:本文主要介绍Springboot的ThreadPoolTaskScheduler线... 目录ThreadPoolTaskScheduler线程池实现15分钟不操作自动取消订单概要1,创建订单后

C语言线程池的常见实现方式详解

《C语言线程池的常见实现方式详解》本文介绍了如何使用C语言实现一个基本的线程池,线程池的实现包括工作线程、任务队列、任务调度、线程池的初始化、任务添加、销毁等步骤,感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧... 目录1. 线程池的基本结构2. 线程池的实现步骤3. 线程池的核心数据结构4. 线程池的详细实现4.1 初