1. 多线程并发使用规范
1.1 指定线程名称
【强制】创建线程或线程池时请指定有意义的线程名称,方便出错时回溯。
创建单条线程时直接指定线程名称
Thread thread = new Thread(); thread.setName("a");
2. 线程池则使用guava或自行封装的ThreadFactory,指定命名规则。
2. 尽量使用线程池
【推荐】尽量使用线程池来创建线程
除特殊情况,尽量不要自行创建线程,更好的保护线程资源。
同理,定时器也不要使用Timer,而应该使用ScheduledExecutorService。因为Timer只有单线程,不能并发的执行多个在其中定义的任务,而且如果其中一个任务抛出异常,整个Timer也会挂掉,而ScheduledExecutorService只有那个没捕获到异常的任务不再定时执行,其他任务不受影响。
3.不允许使用Executors
【强制】线程池不允许使用Executors去创建,避资源耗尽风险
Executors返回的线程池对象的弊端:
1.FixedThreadPool和SingleThreadPool:
允许的请求队列长度为Integer.MAX_VALUE,可能会堆积大量的请求,从而导致OOM。
2.CachedThreadPool和ScheduledThreadPool:
允许的创建线程数量为Integer.MAX_VALUE,可能会创建大量的线程,从而导致OOM。
应通过newThreadPoolExecutor(xxx,xxx,xxx,xxx)这样的方式,更加明确线程池的运行规则,合理设置Queue及线程池的coresize和maxsize,建议使用vjkit封装的ThreadPoolBuilder。
4. 正确停止线程
【强制】正确停止线程
Thread.stop()不推荐使用,强行的退出太不安全,会导致逻辑不完整,操作不原子,已被定义成Deprecate方法。
停止单条线程,执行Thread.interrupt()。
停止线程池:
ExecutorService.shutdown():不允许提交新任务,等待当前任务及队列中的任务全部执行完毕后退出;
ExecutorService.shutdownNow():通过Thread.interrupt()试图停止所有正在执行的线程,并不再处理还在队列中等待的任务。
最优雅的退出方式是先执行shutdown(),再执行shutdownNow(),vjkit的ThreadPoolUtil进行了封装。
注意,Thread.interrupt()并不保证能中断正在运行的线程,需编写可中断退出的Runnable,见规则5。
5. 编写可停止的Runnable
【强制】编写可停止的Runnable
执行Thread.interrupt()时,如果线程处于sleep(),wait(),join(),lock.lockInterruptibly()等blocking状态,会抛出InterruptedException,如果线程未处于上述状态,则将线程状态设为interrupted。
因此,如下的代码无法中断线程:
public void run(){ while (true){ sleep(); } } public void sleep(){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } }
1.正确处理InterruptException
因为InterruptException异常是个必须处理的CheckedException,所以run()所调用的子函数很容易吃掉异常并简单的处理成打印日志,但这等于停止了中断的传递,外层函数将收不到中断请求,继续原有循环或进入下一个堵塞。
正确处理是调用Thread.currentThread().interrupt();将中断往外传递
public void sleep(){ try { .... } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } }
1.主循环及进入阻塞状态前要判断线程状态
6 . Runnable中必须捕获一切异常
【强制】Runnable中必须捕获一切异常
如果Runnable中没有捕获RuntimeException而向外抛出,会发生下列情况:
1.ScheduledExecutorService执行定时任务,任务会被中断,该任务将不再定时调度,但线程池里的线程还能用于其他任务。
2.ExecutorService执行任务,当前线程会中断,线程池需要创建新的线程来响应后续任务。
3.如果没有在ThreadFactory设置自定义的UncaughtExceptionHanlder,则异常最终只打印在System.err,而不会打印在项目的日志中。
因此建议自写的Runnable都要保证捕获异常;如果是第三方的Runnable,可以将其再包裹一层vjkit中的SafeRunnable。
7. 可考虑使用ThreadLocal
【强制】全局的非线程安全的对象可考虑使用ThreadLocal存放
全局变量包括单例对象,static成员变量。
著名的非线程安全类包括SimpleDateFormat,MD5/SHA1的Digest。
对这些类,需要每次使用时创建。
但如果创建有一定成本,可以使用ThreadLocal存放并重用。
ThreadLocal变量需要定义成static,并在每次使用前重置。
8. 缩短锁
【推荐】缩短锁
1.能锁区块,就不要锁整个方法体;
1.能用对象锁,就不要用类锁。
9. 选择分离锁,分散锁甚至无锁的数据结构
【推荐】选择分离锁,分散锁甚至无锁的数据结构
分离锁:
1)读写分离锁ReentrantReadWriteLock,读读之间不加锁,仅在写读和写写之间加锁;
2)ArrayBase的queue一般是全局一把锁,而LinkedBase的queue一般是队头队尾两把锁。
分散锁(又称分段锁):
1)如JDK7的ConcurrentHashMap,分散成16把锁;
2)对于经常写,少量读的计数器,推荐使用JDK8或vjkit封装的LongAdder对象性能更好(内部分散成多个counter,减少乐观锁的使用,取值时再相加所有counter)
无锁的数据结构:
1)完全无锁无等待的结构,如JDK8的ConcurrentHashMap;
2)基于CAS的无锁有等待的数据结构,如AtomicXXX系列。
基于ThreadLocal来避免锁
10. 推荐】基于ThreadLocal来避免锁
比如Random实例虽然是线程安全的,但其实它的seed的访问是有锁保护的。因此建议使用JDK7的ThreadLocalRandom,通过在每个线程里放一个seed来避免了加锁。
11. 规避死锁风险
【推荐】规避死锁风险
对多个资源多个对象的加锁顺序要一致。
如果无法确定完全避免死锁,可以使用带超时控制的tryLock语句加锁。
12. volatile修饰符,AtomicXX系列的正确使用
【推荐】volatile修饰符,AtomicXX系列的正确使用
多线程共享的对象,在单一线程内的修改并不保证对所有线程可见。使用volatile定义变量可以解决(解决了可见性)。
但是如果多条线程并发进行基于当前值的修改,如并发的counter++,volatile则无能为力(解决不了原子性)。
此时可使用Atomic*系列:
但如果需要原子地同时对多个AtomicXXX的Counter进行操作,则仍然需要使用synchronized将改动代码块加锁。
13. 延时初始化的正确写法
【推荐】延时初始化的正确写法
通过双重检查锁(double-checkedlocking)实现延迟初始化存在隐患,需要将目标属性声明为volatile型,为了更高的性能,还要把volatile属性赋予给临时变量,写法复杂。
所以如果只是想简单的延迟初始化,可用下面的静态类的做法,利用JDK本身的class加载机制保证唯一初始化。