课程内容概览

• 1、什么是 JUC

• 2、Lock 接口

• 3、线程间通信

• 4、集合的线程安全

• 5、多线程锁

• 6、Callable 接口

• 7、JUC 三大辅助类: CountDownLatch CyclicBarrier Semaphore

• 8、读写锁: ReentrantReadWriteLock

• 9、阻塞队列

• 10、ThreadPool 线程池

• 11、Fork/Join 框架

• 12、CompletableFuture\

juc

1.1 JUC 简介

在 Java 中，线程部分是一个重点，本篇文章说的 JUC 也是关于线程的。JUC

就是 java.util .concurrent 工具包的简称。这是一个处理线程的工具包，JDK

1.5 开始出现的。

1.2 进程与线程

进程（Process）

是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系

统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。 在当代面向线程

设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的

描述，进程是程序的实体。是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活

动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。程序是

指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

线程（thread）

是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之

中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，

一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

总结来说:

进程：指在系统中正在运行的一个应用程序；程序一旦运行就是进程；进程—

—资源分配的最小单位。

线程：系统分配处理器时间资源的基本单元，或者说进程之内独立执行的一个

单元执行流。线程——程序执行的最小单位。

1.3 线程的状态

1.3.1 线程状态枚举类

Thread.State

public enum State {

/**

* Thread state for a thread which has not yet started.

*/

NEW,(新建)

/**

* Thread state for a runnable thread. A thread in the runnable

* state is executing in the Java virtual machine but it may

* be waiting for other resources from the operating system

* such as processor.

*/

RUNNABLE,（准备就绪）

/**

* Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.

* A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock

* to enter a synchronized block/method or

* reenter a synchronized block/method after calling

* {@link Object#wait() Object.wait}.

*/

BLOCKED,（阻塞）

/**

* Thread state for a waiting thread.

* A thread is in the waiting state due to calling one of the

* following methods:

* <ul>

* <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>

* <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>

* <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>

* </ul>

*

* <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to

* perform a particular action.

*

* For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>

* on an object is waiting for another thread to call

* <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on

* that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>

* is waiting for a specified thread to terminate.

*/

WAITING,（不见不散）

/**

* Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.

* A thread is in the timed waiting state due to calling one of

* the following methods with a specified positive waiting time:

* <ul>

* <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>

* <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>

* <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>

* <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>

* <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>

* </ul>

*/

TIMED_WAITING,（过时不候）

/**

* Thread state for a terminated thread.

* The thread has completed execution.

*/

TERMINATED;(终结

1.3.2 wait/sleep 的区别

（1）sleep 是 Thread 的静态方法，wait 是 Object 的方法，任何对象实例都

能调用。

（2）sleep 不会释放锁，它也不需要占用锁。wait 会释放锁，但调用它的前提

是当前线程占有锁(即代码要在 synchronized 中)。

（3）它们都可以被 interrupted 方法中断。

1.4 并发与并行

1.4.1 串行模式

串行表示所有任务都一一按先后顺序进行。串行意味着必须先装完一车柴才能

运送这车柴，只有运送到了，才能卸下这车柴，并且只有完成了这整个三个步

骤，才能进行下一个步骤。

串行是一次只能取得一个任务，并执行这个任务。

1.4.2 并行模式

并行意味着可以同时取得多个任务，并同时去执行所取得的这些任务。并行模

式相当于将长长的一条队列，划分成了多条短队列，所以并行缩短了任务队列的长度。并行的效率从代码层次上强依赖于多进程/多线程代码，从硬件角度上

则依赖于多核 CPU。

1.4.3 并发

并发(concurrent)指的是多个程序可以同时运行的现象，更细化的是多进程可

以同时运行或者多指令可以同时运行。但这不是重点，在描述并发的时候也不

会去扣这种字眼是否精确，==并发的重点在于它是一种现象==, ==并发描述

的是多进程同时运行的现象==。但实际上，对于单核心 CPU 来说，同一时刻

只能运行一个线程。所以，这里的"同时运行"表示的不是真的同一时刻有多个

线程运行的现象，这是并行的概念，而是提供一种功能让用户看来多个程序同

时运行起来了，但实际上这些程序中的进程不是一直霸占 CPU 的，而是执行一

会停一会。

要解决大并发问题，通常是将大任务分解成多个小任务, 由于操作系统对进程的

调度是随机的，所以切分成多个小任务后，可能会从任一小任务处执行。这可

能会出现一些现象：

• 可能出现一个小任务执行了多次，还没开始下个任务的情况。这时一般会采用

队列或类似的数据结构来存放各个小任务的成果

• 可能出现还没准备好第一步就执行第二步的可能。这时，一般采用多路复用或

异步的方式，比如只有准备好产生了事件通知才执行某个任务。

• 可以多进程/多线程的方式并行执行这些小任务。也可以单进程/单线程执行这

些小任务，这时很可能要配合多路复用才能达到较高的效率

1.4.4 小结(重点)

并发：同一时刻多个线程在访问同一个资源，多个线程对一个点

例子：春运抢票 电商秒杀...

并行：多项工作一起执行，之后再汇总

例子：泡方便面，电水壶烧水，一边撕调料倒入桶中

1.5 管程

管程(monitor)是保证了同一时刻只有一个进程在管程内活动,即管程内定义的操作在同

一时刻只被一个进程调用(由编译器实现).但是这样并不能保证进程以设计的顺序执行

JVM 中同步是基于进入和退出管程(monitor)对象实现的，每个对象都会有一个管程

(monitor)对象，管程(monitor)会随着 java 对象一同创建和销毁

执行线程首先要持有管程对象，然后才能执行方法，当方法完成之后会释放管程，方

法在执行时候会持有管程，其他线程无法再获取同一个管程

1.6 用户线程和守护线程

用户线程:平时用到的普通线程,自定义线程

守护线程:运行在后台,是一种特殊的线程,比如垃圾回收

当主线程结束后,用户线程还在运行,JVM 存活

如果没有用户线程,都是守护线程,JVM 结束