多線程設計要點

板橋里人 http://www.jdon.com 2002/01/10

1 .多線程中有主內存和工作內存之分， 在JVM中，有一個主內存，專門負責所有線程共享數據；而每個線程都有他自己私有的工作內存， 主內存和工作內存分貝在JVM的stack區和heap區。

2. 線程的狀態有'Ready', 'Running', 'Sleeping', 'Blocked', 和 'Waiting'幾個狀態，
'Ready' 表示線程正在等待CPU分配允許運行的時間。

3. 線程運行次序并不是按照我們創建他們時的順序來運行的，CPU處理線程的順序是不確定的，如果需要確定，那么必須手工介入，使用setPriority()方法設置優先級。

4. 我們無從知道一個線程什么時候運行，兩個或多個線程在訪問同一個資源時，需要synchronized

5. 每個線程會注冊自己，實際某處存在著對它的引用，因此，垃圾回收機制對它就“束手無策”了。

6. Daemon線程區別一般線程之處是：主程序一旦結束，Daemon線程就會結束。

7. 一個對象中的所有synchronized方法都共享一把鎖，這把鎖能夠防止多個方法對通用內存同時進行的寫操作。synchronized static方法可在一個類范圍內被相互間鎖定起來。

8. 對于訪問某個關鍵共享資源的所有方法，都必須把它們設為synchronized，否則就不能正常工作。

9. 假設已知一個方法不會造成沖突，最明智的方法是不要使用synchronized，能提高些性能。

10 . 如果一個"同步"方法修改了一個變量，而我們的方法要用到這個變量(可能是只讀),最好將自己的這個方法也設為 synchronized。

11. synchronized不能繼承，　父類的方法是synchronized，那么其子類重載方法中就不會繼承“同步”。

12. 線程堵塞Blocked有幾個原因造成：

(1)線程在等候一些IO操作
(2)線程試圖調用另外一個對象的“同步”方法，但那個對象處于鎖定狀態，暫時無法使用。

13. 原子型操作(atomic), 對原始型變量(primitive)的操作是原子型的atomic. 意味著這些操作是線程安全的， 但是大部分情況下，我們并不能正確使用，來看看 i = i + 1 , i是int型，屬于原始型變量：

(1)從主內存中讀取i值到本地內存.
(2)將值從本地內存裝載到線程工作拷貝中.
(3)裝載變量1.
(4)將i 加 1.
(5)將結果給變量i.
(6)將i保存到線程本地工作拷貝中.
(7)寫回主內存.

注意原子型操作只限于第1步到第2步的讀取以及第6到第7步的寫, i的值還是可能被同時執行i=i+1的多線程中斷打擾(在第4步)。

double 和long 變量是非原子型的(non-atomic)。數組是object 非原子型。

14. 由于13條的原因，我們解決辦法是：

class xxx extends Thread{

//i會被經常修改
private int i;

public synchronized int read(){ return i;}

public synchronized void update(){ i = i + 1;}

..........

}

15. Volatile變量， volatile變量表示保證它必須是與主內存保持一致，它實際是"變量的同步", 也就是說對于volatile變量的操作是原子型的，如用在long 或 double變量前。

16. 使用yield()會自動放棄CPU，有時比sleep更能提升性能。

17. sleep()和wait()的區別是：wait()方法被調用時會解除鎖定，但是我們能使用它的地方只是在一個同步的方法或代碼塊內。

18. 通過制造縮小同步范圍，盡可能的實現代碼塊同步，wait(毫秒數)可在指定的毫秒數可退出wait；對于wait()需要被notisfy()或notifyAll()踢醒。

19. 構造兩個線程之間實時通信的方法分幾步：
(1). 創建一個PipedWriter和一個PipedReader和它們之間的管道;
PipedReader in = new PipedReader(new PipedWriter())
(2). 在需要發送信息的線程開始之前，將外部的PipedWriter導向給其內部的Writer實例out
(3). 在需要接受信息的線程開始之前，將外部的PipedReader導向給其內部的Reader實例in
(4). 這樣放入out的所有東西度可從in中提取出來。

20. synchronized帶來的問題除性能有所下降外，最大的缺點是會帶來死鎖DeadLock，只有通過謹慎設計來防止死鎖，其他毫無辦法，這也是線程難以馴服的一個原因。不要再使用stop() suspend() resume()和destory()方法

21. 在大量線程被堵塞時，最高優先級的線程先運行。但是不表示低級別線程不會運行，運行概率小而已。

22. 線程組的主要優點是：使用單個命令可完成對整個線程組的操作。很少需要用到線程組。

23. 從以下幾個方面提升多線程的性能：

檢查所有可能Block的地方，盡可能的多的使用sleep或yield()以及wait();

盡可能延長sleep(毫秒數)的時間;

運行的線程不用超過100個，不能太多；

不同平臺linux或windows以及不同JVM運行性能差別很大。

24. 推薦幾篇相關英文文章: