執行緒-集合-反射

執行緒

注意！java並不能直接開啟執行緒，java無法操作硬體，檢視thread原始碼可以知道，它是通過呼叫一個本地c++方法實現的。

實現方式

• 通過繼承thread類實現（擴充性不強，繼承thread後就不能繼承其他類了）

• 通過實現Runnable介面實現

• 實現callable類（企業級開發中常用，特點是重寫的call()方法有返回值，有利於異常處理）

如何使用？

1. 自定義類繼承thread類或實現介面
2. 重寫run方法，編寫執行體
3. 新建執行緒例項，start()啟動

//繼承Thread類啟動
Thread thread = new Thread（執行緒類）;	  //建立執行緒例項
thread.setName("執行緒名稱");				  //一種規範
thread.start();							//啟動

//實現Runnable介面啟動
new Thread(傳入物件，"執行緒名稱").start();		//啟動

並行與併發

• 並行：多人同行，多個執行緒同時執行，多核處理

• 併發：多個執行緒呼叫一個資源，通過快速交替執行模擬並行狀態

執行緒與程式

• 程式：如qq，微信，Typora等

• 執行緒：比如Typora裡定時自動更新的功能便是執行緒實現

• 一個程式包括多個執行緒，至少一個，java預設兩個執行緒，main執行緒與GC執行緒

執行緒的五個狀態

建立，就緒，執行，阻塞，死亡

new					#建立
runnable			#執行
blocked				#阻塞
waiting				#等待（等到為止）
time_waiting		#超時等待（超過時間不再等待）
terminated			#終止

Thread.getstate()	#獲取執行緒狀態，以上6個
while（thread.getstate() != Thread.State.TERMINATED);		#注意TERMINATED狀態的執行緒無法再次啟動

wait/sleep

• wait：等待會釋放鎖，只能在同步程式碼塊中使用（加鎖的方法），繼承object類，需要捕獲異常
• sleep：抱著鎖睡覺，不會釋放鎖，在哪裡都可以睡，繼承至thread類
• 企業級開發中並不使用sleep，而是呼叫JUC的timeUnit方法

執行緒禮讓yield

• 將執行緒的執行狀態改為就緒狀態
• 禮讓不一定成功，看cpu心情
• 方法Thread.yield()

執行緒插隊Join

• 插入執行緒後，執行完該執行緒再恢復原來的狀態，如同插隊打飯
• 方法Thread.yield()

執行緒優先順序

• 使用數字1~10表示執行緒的優先順序，預設優先順序為5
• getPriority()和setPriiority()提供對執行緒的優先順序獲取和設定的方法
• 注意優先順序高的不是一定先執行，而是增加了先執行的概率，優先順序的設定建議在start前

守護執行緒

• 執行緒分使用者執行緒（如main執行緒，預設執行緒都是守護執行緒）和守護執行緒（如gc垃圾回收執行緒）
• 虛擬機器必須確保使用者執行緒執行結束，而不需要等待守護執行緒結束
• thread.setDaemon(true)設定為守護執行緒，預設false使用者執行緒，start前設定
• 守護執行緒常用於日誌，監控記憶體，垃圾回收等

執行緒同步

• 一個物件被多個執行緒訪問，即執行緒同步
• 保證併發安全性條件：佇列+鎖
• 實現執行緒同步使用排隊機制，建立等待池

synchronized 鎖（同步方法）

• 加鎖能保證安全性，但降低了效能，且破壞執行緒的優先順序
• 使用synchronized鎖的是this，或者說class，我們往往需要鎖的是物件，建議使用同步塊synchronized（obj）{ }，這裡obj是要上鎖的物件，被稱之為同步監視器。

Lock鎖

• jdk5開始出現的方法，繼承於JUC

• 相比於隱式鎖synchronized，lock鎖是顯示的，手動進行加鎖解鎖

• lock鎖執行效率上高於synchronized，且有很多子類，有更好的擴充性

• lock是程式碼塊鎖，不能對方法或者類上鎖

• ReentrantLock可重入鎖的使用

  public TestLock implements Runnable{
      //票的總數
      private tickNums = 10;
      //定義lock鎖
      private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
      
      @Override
      public void run() {
          while (true) {
              try {
                  lock.lock();		//加鎖
                  Thread.sleep(1000)	//休眠1秒
                  System.out.println(tickNums--);
              } finally {
                  lock.unlock();		//解鎖
              }
          }
      }
  }
  

執行緒協調（生產者消費者問題）

• 管程法：建立緩衝區，充當倉庫的角色，產品不足通知生產者，有了產品通知消費者

• 訊號燈法：設定識別符號，通過狀態通知生產者消費者

• 常用關鍵字

  wait()				//釋放資源開始等待，進入等待池
  wait(long timecut)	//指定時間等待，單位毫秒
  notify()			//隨機喚醒一個等待池（同一個物件上呼叫wait()方法的中的執行緒
  notifyAll()			//喚醒同一個物件上所有呼叫wait()方法的執行緒，根據優先順序呼叫
  

執行緒併發庫

• 目的是設定執行緒數量上限，防止執行緒過多導致緩慢或崩潰，執行緒池控制執行緒的建立與銷燬

• 建立執行緒池有常用的四種執行緒池，通過JUC的Excutors提供方法

  newFixdThreadPool()			//指定最大併發數，超出的在佇列中等待
  newCachedThreadPool()		//可緩衝執行緒池，長久不用的（60s）自動回收
  newScheduledThreadPool()	//指定最大併發數，可執行週期性，定時性任務執行
  newSingleThreadExecutor()	//單執行緒化的執行緒池
  

• 執行緒池使用方式

  ExecutorService service = Excutors.newFixdThreadPool(10)			//建立執行緒池連線，包含10個執行緒
  
  //執行
  service.excute(new Mythread());
  service.excute(new Mythread2());
  .......
      
  service.shutdown();													//關閉連線
  

集合

存放物件的容器，容量可變，注意集合裡存放的都是物件的引用，不能存放基本資料型別，基本資料型別要進行包裝後才能存入。

集合框架

Collection

儲存的都是value型別的

List

有序的，有下標，可重複，可為null

• ArrayList

  • 底層是陣列實現，可自動擴容，一般是裝滿0.75擴容0.5倍

  • 查詢，修改效率高，插入，刪除效率低

  • 預設是執行緒不安全的，可以設定為執行緒安全

    List lsit = Collections.synchronizedList(new ArrayList());

• LinkedList

  • 底層用雙向連結串列實現的

  • 插入，刪除高效，查詢，修改低效

  • 執行緒不安全的

• Vector

  • 向量，可以理解為ArrayList()的同步實現

Set

不可重複

• HashSet

  • 底層使用HashMap實現的
  • 無序，可有一個null
  • 初始容量16

• TreeSet

  • 底層使用TreeMap實現的
  • 插入時排序，不可為null
  • 一個不同步的非執行緒安全的二叉樹

Map

存放key-value型別的鍵值對

HashMap

• 底層由Hash表(陣列結構）+連結串列實現的，jdk8後，預設長度為8時實現紅黑樹可排序

• key無序的，不可重複，可有一個null，value無限制（判斷key重複先比hashCode值，再呼叫equals（）對比內容）

• 預設執行緒不安全的

• HashTable與Hashmap類似，是執行緒安全的，但效率會降低

• ConcurrentHashMap是用兩者實現的，執行緒安全且效率高

TreeMap

• 底層通過紅黑樹實現
• 預設key自然順序排序，不可重複，不能為null
• 可被克隆，可序列化

反射

所有框架底層的實現機制就是反射+註解

概述

• 理解：
  

• java作為一門靜態語言，因為有了反射，讓它可以實現動態語言的功能，讓java變成一門準靜態語言

• 使用反射機制，允許我們在程式執行期間操作類的內部資訊，包括私有化屬性，方法（所以java不存在真正意義上的封裝）

• 反射會消耗大量的效能，大概是new的幾十倍，使用需要謹慎

Class

• 不管建立多少個類的例項，jvm中都只有一個它的Class，例如我們寫了一個類，如果沒有new一個物件例項化，是沒有生成.class檔案的，只有我們程式中例項化了物件，且不管例項化多少個，都只有一個對應的.class檔案。

• 通過Class可以獲得這個類的所有內部資訊，結構

• 幾乎所有型別都有Class物件，包括介面，[]陣列，enum列舉，註解，基本資料型別，甚至void都有Class物件

• 獲取Class例項

  //com.howe.entity下定義一個Student類繼承Person類
  Person person = new Student();
  
  //方法一：通過例項物件獲取Class
  Class c1 = person.getClass();
  
  //方法二：通過forname獲取Class
  Class c2 = Class.forname("com.howe.entity.Student");		//需要丟擲異常
      
  //方法三：通過類名.class屬性獲取
  Class c3 = Student.class;
  
  //方法四：一些類（如基本資料型別的封裝類)可以通過.TYPE獲取
  Class c4 = Integer.TYPE
      
  //獲取Class父類的Class
  Class c5 = c1.getSuperclass();