JUC簡介

在Java 5.0 提供了java.util.concurrent（簡稱JUC ）包，在此包中增加了在併發程式設計中很常用的實用工具類，用於定義類似於執行緒的自定義子系統，包括執行緒池、非同步IO 和輕量級任務框架。提供可調的、靈活的執行緒池。還提供了設計用於多執行緒上下文中的Collection 實現等。

記憶體可見性問題：當多個執行緒操作共享資料時，彼此不可見
volatile 關鍵字：當多個執行緒進行操作共享資料時，可以保證記憶體中的資料可見。相較於 synchronized 是一種較為輕量級的同步策略。

注意： 1. volatile 不具備“互斥性” 2. volatile 不能保證變數的“原子性”

i++ 的原子性問題：i++ 的操作實際上分為三個步驟“讀-改-寫”

	      int i = 10;
	      i = i++; //10
	      int temp = i;
	      i = i + 1;
	      i = temp;
複製程式碼

原子變數：在 java.util.concurrent.atomic 包下提供了一些原子變數。
1. volatile 保證記憶體可見性
2. CAS（Compare-And-Swap）演算法保證資料變數的原子性 CAS 演算法是硬體對於併發操作的支援 CAS 包含了三個運算元： ①記憶體值 V ②預估值 A ③更新值 B 當且僅當 V == A 時， V = B; 否則，不會執行任何操作。
3. CAS演算法要比同步鎖的效率高很多，因為執行緒不會阻塞，它可以馬上去讀，然後更新值。
4. CAS也是硬體對於併發操作的支援
CopyOnWriteArrayList/CopyOnWriteArraySet : “寫入並複製” 注意：新增操作多時，效率低，因為每次新增時都會進行復制，開銷非常的大。併發迭代操作多時可以選擇。
CurrentHashMap: - 參考1 - 參考2
java建立執行緒的4中方式
1. 繼承Thread類（1）定義Thread類的子類，並重寫該類的run方法，該run方法的方法體就代表了執行緒要完成的任務。因此把run()方法稱為執行體。（2）建立Thread子類的例項，即建立了執行緒物件。（3）呼叫執行緒物件的start()方法來啟動該執行緒。
2. 通過Runnable介面建立執行緒類（1）定義runnable介面的實現類，並重寫該介面的run()方法，該run()方法的方法體同樣是該執行緒的執行緒執行體。（2）建立 Runnable實現類的例項，並依此例項作為Thread的target來建立Thread物件，該Thread物件才是真正的執行緒物件。（3）呼叫執行緒物件的start()方法來啟動該執行緒。
3. 通過Callable和Future建立執行緒（1）建立Callable介面的實現類，並實現call()方法，該call()方法將作為執行緒執行體，並且有返回值。（2）建立Callable實現類的例項，使用FutureTask類來包裝Callable物件，該FutureTask物件封裝了該Callable物件的call()方法的返回值。（3）使用FutureTask物件作為Thread物件的target建立並啟動新執行緒。（4）呼叫FutureTask物件的get()方法來獲得子執行緒執行結束後的返回值（5）FutureTask也可以用於閉鎖的操作。
執行緒池方式
- 對比：
  - 採用實現Runnable、Callable介面的方式創見多執行緒時。
    - 優勢是：
      - 執行緒類只是實現了Runnable介面或Callable介面，還可以繼承其他類。
      - 在這種方式下，多個執行緒可以共享同一個target物件，所以非常適合多個相同執行緒來處理同一份資源的情況，從而可以將CPU、程式碼和資料分開，形成清晰的模型，較好地體現了物件導向的思想。
    - 劣勢是：程式設計稍微複雜，如果要訪問當前執行緒，則必須使用Thread.currentThread()方法。
  - 使用繼承Thread類的方式建立多執行緒時。
    - 優勢：編寫簡單，如果需要訪問當前執行緒，則無需使用Thread.currentThread()方法，直接使用this即可獲得當前執行緒。
    - 劣勢：執行緒類已經繼承了Thread類，所以不能再繼承其他父類。
用於解決多執行緒執行緒安全的方式：
- jdk1.5以前：
  - Synchronize:隱式鎖
    - 同步程式碼塊
    - 同步方法
- jdk1.5以後：
  - 同步鎖lock：
    - 顯示鎖，必須通過lock()方法進行上鎖，同時也必須通過unLock()方法釋放鎖
    - 問題：需要保證鎖會釋放，所以一般unLock()要放在finally下面
生產者與消費者
- 不用等待喚醒機制，會產生的問題：
  - 重複呼叫佔用資源問題
    - 原因分析：上述的情況是當沒貨的時候還會繼續呼叫該方法，從而佔用資源，二貨滿的情況下也會重複呼叫進貨方法，佔用資源，這樣是不合理的。
    - 解決方式：當貨滿了，應該停止進貨，釋放鎖讓消費者消費，當沒貨了應該停止消費釋放鎖，讓進貨，這是我們想要的邏輯。使用wait()和notifyAll()這兩個方法來實現。
  - 執行緒阻塞無法喚醒
    - 原因分析當product比較小假如是1的時候，有可能生產者先迴圈結束，消費者還沒結束，一直在waite無法得到喚醒就一直等待程式就會停在那裡
    - 解決方式去掉else，保證每次都會喚醒另外一個執行緒
  - 虛假喚醒問題當只有一個Factory有兩個Consumer的時候就會出現虛假喚醒問題。導致商品都成了負數了。
    - 原因分析：當建立對個生產消費者執行緒的時候，會產生虛假喚醒，導致product 為負數，是因為當消費者執行緒A發現沒貨的時候，wait之後釋放鎖，另外一個消費者執行緒B獲得鎖開始執行，結果也沒貨，開始wait，當生產者生產之後notifyAll，A，B執行緒開始繼續向下執行，結果進行了兩次–操作，導致product成為了負數
    - 解決方式： JDK文件object的wait方法已經考慮到這種情況，防止虛假喚醒，應該放在迴圈中，多次進行檢查，直到滿足條件才進行下一步。即不要使用if來進行判斷而用while迴圈來進行判斷
  - 守護執行緒解決執行緒阻塞上面解決了虛假喚醒問題，但是當多個消費者和一個生產者的時候，生產者有可能先結束迴圈，但是消費者還沒結束，結果到了其他消費者的時候發現product是小於0的於是就wait，程式一直等待得不到結束，就會一直在wait()
    - 解決方式：在共享資源clerk類中定義生產者執行緒標誌位，在main執行緒中建立一個執行緒設定為守護執行緒並啟動，在該守護執行緒中建立匿名內部類Runnable並在run方法中判斷生產者執行緒isAlive()如果生產者執行緒結束，就把標誌位置為false，該標識位和消費者執行緒的while判斷條件中串聯。當生產者執行緒為false的之後短路，使得消費和執行緒啥都不做，直到執行緒結束。
      - Clerk中設定Factory執行緒的標誌位
```
    private boolean facctoryFlg = true;//工廠執行緒結束的標誌位，為false表示執行緒執行完畢
        public boolean isFacctoryFlg() {
            return facctoryFlg;
        }
        public void setFacctoryFlg(boolean facctoryFlg) {
            this.facctoryFlg = facctoryFlg;
        }     
複製程式碼
```
      - 主方法中建立守護執行緒
```
 //建立守護執行緒
          Thread daemon = new Thread(new Runnable() {
              @Override
              public void run() {
                 while(true){
                    if(!tf.isAlive()){
                        clerk.setFacctoryFlg(false);
                        System.out.println("factory--------------"+tf.isAlive());
                        break;
                    }
                 }
              }
          });
          daemon.setDaemon(true);//設定為守護執行緒(後臺執行緒)
          daemon.start();
複製程式碼
```
      - 修改Clerk的sale方法：
```
//售貨
    public synchronized void sale(){

        while(product<=0){
            //當Factory執行緒結束的時候，直接結束sale方法
            if(!isFacctoryFlg()){
                return;
            }
            System.out.println("沒貨了");
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"賣貨"+product);
            --product;
            notifyAll();
        }
  	  ```
      複製程式碼
```
通過守護執行緒daemon的監視，可以避免執行緒阻塞的情況，就算有多個消費者或者Factory只要在守護執行緒中新增判斷邏輯，就可以避免阻塞的出現。

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