4.2019Android多執行緒總結

1.什麼是執行緒

執行緒就是程式中執行的多個子任務，是作業系統呼叫的最小單元

2.執行緒的狀態

New:新建狀態，new出來，還沒有呼叫start
Runnable:可執行狀態，呼叫start進入可執行狀態，可能執行也可能沒有執行，取決於作業系統的排程
Blocked:阻塞狀態，被鎖阻塞，暫時不活動，阻塞狀態是執行緒阻塞在進入synchronized關鍵字修飾的方法或程式碼塊(獲取鎖)時的狀態。
Waiting：等待狀態，不活動，不執行任何程式碼，等待執行緒排程器排程，wait sleep
Timed Waiting:超時等待，在指定時間自行返回
Terminated:終止狀態，包括正常終止和異常終止

2.執行緒的建立

a.繼承Thread重寫run方法
b.實現Runnable重寫run方法
c.實現Callable重寫call方法
實現Callable和實現Runnable類似，但是功能更強大，具體表現在
a.可以在任務結束後提供一個返回值，Runnable不行
b.call方法可以丟擲異常，Runnable的run方法不行
c.可以通過執行Callable得到的Fulture物件監聽目標執行緒呼叫call方法的結果，得到返回值，（fulture.get(),呼叫後會阻塞，直到獲取到返回值）

3.執行緒中斷

一般情況下，執行緒不執行完任務不會退出，但是在有些場景下，我們需要手動控制執行緒中斷結束任務，Java中有提供執行緒中斷機制相關的Api,每個執行緒都一個狀態位用於標識當前執行緒物件是否是中斷狀態

public boolean isInterrupted() //判斷中斷標識位是否是true，不會改變標識位
public void interrupt()  //將中斷標識位設定為true
public static boolean interrupted() //判斷當前執行緒是否被中斷，並且該方法呼叫結束的時候會清空中斷標識位

需要注意的是interrupt（）方法並不會真的中斷執行緒，它只是將中斷標識位設定為true,具體是否要中斷由程式來判斷，如下，只要執行緒中斷標識位為false,也就是沒有中斷就一直執行執行緒方法

new Thread(new Runnable(){
      while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
              //執行執行緒方法
      }
}).start();

前邊我們提到了執行緒的六種狀態，New Runnable Blocked Waiting Timed Waiting Terminated，那麼在這六種狀態下呼叫執行緒中斷的程式碼會怎樣呢，New和Terminated狀態下，執行緒不會理會執行緒中斷的請求，既不會設定標記位，在Runnable和Blocked狀態下呼叫interrupt會將標誌位設定位true,在Waiting和Timed Waiting狀態下會發生InterruptedException異常，針對這個異常我們如何處理？
1.在catch語句中通過interrupt設定中斷狀態，因為發生中斷異常時，中斷標誌位會被複位，我們需要重新將中斷標誌位設定為true，這樣外界可以通過這個狀態判斷是否需要中斷執行緒

try{
    ....
}catch(InterruptedException e){
    Thread.currentThread().interrupt();
}

2.更好的做法是，不捕獲異常，直接丟擲給呼叫者處理，這樣更靈活

4.重入鎖與條件物件，同步方法和同步程式碼塊

。。。

5.volatile關鍵字

volatile為例項域的同步訪問提供了免鎖機制，如果宣告一個域為volatile，那麼編譯器和虛擬機器就直到該域可能被另一個執行緒併發更新

java記憶體模型

堆記憶體是被所有執行緒共享的執行時記憶體區域，存在可見性的問題。執行緒之間共享變數儲存在主存中，每個執行緒都有一個私有的本地記憶體，本地記憶體儲存了該執行緒共享變數的副本（本地記憶體是一個抽象概念，並不真實存在），兩個執行緒要通訊的話，首先A執行緒把本地記憶體更新過的共享變數更新到主存中，然後B執行緒去主存中讀取A執行緒更新過的共享變數，也就是說假設執行緒A執行了i = 1這行程式碼更新主執行緒變數i的值，會首先在自己的工作執行緒中堆變數i進行賦值，然後再寫入主存當中，而不是直接寫入主存

原子性 可見性 有序性

原子性：對基本資料型別的讀取和賦值操作是原子性操作，這些操作不可被中斷，是一步到位的，例如x=3是原子性操作，而y = x就不是，它包含兩步：第一讀取x，第二將x寫入工作記憶體；x++也不是原子性操作，它包含三部，第一，讀取x，第二，對x加1，第三，寫入記憶體。原子性操作的類如：AtomicInteger AtomicBoolean AtomicLong AtomicReference

可見性：指執行緒之間的可見性，既一個執行緒修改的狀態對另一個執行緒是可見的。volatile修飾可以保證可見性，它會保證修改的值會立即被更新到主存，所以對其他執行緒是可見的，普通的共享變數不能保證可見性，因為被修改後不會立即寫入主存，何時被寫入主存是不確定的，所以其他執行緒去讀取的時候可能讀到的還是舊值

有序性：Java中的指令重排序（包括編譯器重排序和執行期重排序）可以起到優化程式碼的作用，但是在多執行緒中會影響到併發執行的正確性，使用volatile可以保證有序性，禁止指令重排

volatile可以保證可見性 有序性，但是無法保證原子性，在某些情況下可以提供優於鎖的效能和伸縮性，替代sychronized關鍵字簡化程式碼，但是要嚴格遵循使用條件。

執行緒池ThreadPoolExecutor

執行緒池的工作原理：執行緒池可以減少建立和銷燬執行緒的次數，從而減少系統資源的消耗，當一個任務提交到執行緒池時

1. 首先判斷核心執行緒池中的執行緒是否已經滿了，如果沒滿，則建立一個核心執行緒執行任務，否則進入下一步
2. 判斷工作佇列是否已滿，沒有滿則加入工作佇列，否則執行下一步
3. 判斷執行緒數是否達到了最大值，如果不是，則建立非核心執行緒執行任務，否則執行飽和策略，預設丟擲異常

執行緒池的種類

1.FixedThreadPool:可重用固定執行緒數的執行緒池，只有核心執行緒，沒有非核心執行緒，核心執行緒不會被回收，有任務時，有空閒的核心執行緒就用核心執行緒執行，沒有則加入佇列排隊
2.SingleThreadExecutor:單執行緒執行緒池，只有一個核心執行緒，沒有非核心執行緒，當任務到達時，如果沒有執行執行緒，則建立一個執行緒執行，如果正在執行則加入佇列等待，可以保證所有任務在一個執行緒中按照順序執行，和FixedThreadPool的區別只有數量
3.CachedThreadPool:按需建立的執行緒池，沒有核心執行緒，非核心執行緒有Integer.MAX_VALUE個，每次提交
任務如果有空閒執行緒則由空閒執行緒執行，沒有空閒執行緒則建立新的執行緒執行，適用於大量的需要立即處理的並且耗時較短的任務
4.ScheduledThreadPoolExecutor:繼承自ThreadPoolExecutor,用於延時執行任務或定期執行任務，核心執行緒數固定，執行緒總數為Integer.MAX_VALUE