詳解Java并發(fā)編程中怎么實(shí)現(xiàn)線程之間的共享和協(xié)作

一、線程間的共享

1.1 ynchronized內(nèi)置鎖

用處

• Java支持多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)一個(gè)對(duì)象或者對(duì)象的成員變量
• 關(guān)鍵字synchronized可以修飾方法或者以同步塊的形式來(lái)進(jìn)行使用
• 它主要確保多個(gè)線程在同一個(gè)時(shí)刻，只能有一個(gè)線程處于方法或者同步塊中
• 它保證了線程對(duì)變量訪問(wèn)的可見性和排他性（原子性、可見性、有序性），又稱為內(nèi)置鎖機(jī)制。

對(duì)象鎖和類鎖

• 對(duì)象鎖是用于對(duì)象實(shí)例方法，或者一個(gè)對(duì)象實(shí)例上的
• 類鎖是用于類的靜態(tài)方法或者一個(gè)類的class對(duì)象上的
• 類的對(duì)象實(shí)例可以有很多個(gè)，但是每個(gè)類只有一個(gè)class對(duì)象，所以不同對(duì)象實(shí)例的對(duì)象鎖是互不干擾的，但是每個(gè)類只有一個(gè)類鎖
• 注意的是，其實(shí)類鎖只是一個(gè)概念上的東西，并不是真實(shí)存在的，類鎖其實(shí)鎖的是每個(gè)類的對(duì)應(yīng)的class對(duì)象
• 類鎖和對(duì)象鎖之間也是互不干擾的。

1.2 volatile關(guān)鍵字

• 最輕量的同步機(jī)制，保證可見性，不保證原子性
• volatile保證了不同線程對(duì)這個(gè)變量進(jìn)行操作時(shí)的可見性，即一個(gè)線程修改了某個(gè)變量的值，這新值對(duì)其他線程來(lái)說(shuō)是立即可見的。
• volatile最適用的場(chǎng)景：只有一線程寫，多個(gè)線程讀的場(chǎng)景

1.3 ThreadLocal

• ThreadLocal 和 Synchonized 都用于解決多線程并發(fā)訪問(wèn)。
• 可是ThreadLocal與synchronized有本質(zhì)的差別：
• synchronized是利用鎖的機(jī)制，使變量或代碼塊在某一時(shí)該僅僅能被一個(gè)線程訪問(wèn)。
• 而ThreadLocal為每個(gè)線程都提供了變量的副本，使得每個(gè)線程在某一時(shí)間訪問(wèn)到的并非同一個(gè)對(duì)象，這樣就隔離了多個(gè)線程對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)共享。
• Spring的事務(wù)就借助了ThreadLocal類。

1.4 Spring的事務(wù)借助ThreadLocal類

Spring會(huì)從數(shù)據(jù)庫(kù)連接池中獲得一個(gè)connection，然會(huì)把connection放進(jìn)ThreadLocal中，也就和線程綁定了，事務(wù)需要提交或者回滾，只要從ThreadLocal中拿到connection進(jìn)行操作。

1.4.1 為何Spring的事務(wù)要借助ThreadLocal類？

以JDBC為例，正常的事務(wù)代碼可能如下：
dbc = new DataBaseConnection();//第1行
Connection con = dbc.getConnection();//第2行
con.setAutoCommit(false);// //第3行
con.executeUpdate(...);//第4行
con.executeUpdate(...);//第5行
con.executeUpdate(...);//第6行
con.commit();第7行
上述代碼，可以分成三個(gè)部分:
事務(wù)準(zhǔn)備階段：第1～3行
業(yè)務(wù)處理階段：第4～6行
事務(wù)提交階段：第7行 

• 不管我們開啟事務(wù)還是執(zhí)行具體的sql都需要一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫(kù)連接。
• 開發(fā)應(yīng)用一般都采用三層結(jié)構(gòu)，我們的Service會(huì)調(diào)用一系列的DAO對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行多次操作，那么，這個(gè)時(shí)候我們就無(wú)法控制事務(wù)的邊界了，因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用當(dāng)中，我們的Service調(diào)用的DAO的個(gè)數(shù)是不確定的，可根據(jù)需求而變化，而且還可能出現(xiàn)Service調(diào)用Service的情況。
• 如果不使用ThreadLocal，如何讓三個(gè)DAO使用同一個(gè)數(shù)據(jù)源連接呢？我們就必須為每個(gè)DAO傳遞同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，要么就是在DAO實(shí)例化的時(shí)候作為構(gòu)造方法的參數(shù)傳遞，要么在每個(gè)DAO的實(shí)例方法中作為方法的參數(shù)傳遞。

Connection conn = getConnection();
Dao1 dao1 = new Dao1(conn);
dao1.exec();
Dao2 dao2 = new Dao2(conn);
dao2.exec();
Dao3 dao3 = new Dao3(conn);
dao3.exec();
conn.commit();

• 為了讓這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接可以跨階段傳遞，又不顯式的進(jìn)行參數(shù)傳遞，就必須使用別的辦法。
• Web容器中，每個(gè)完整的請(qǐng)求周期會(huì)由一個(gè)線程來(lái)處理。因此，如果我們能將一些參數(shù)綁定到線程的話，就可以實(shí)現(xiàn)在軟件架構(gòu)中跨層次的參數(shù)共享（是隱式的共享）。而JAVA中恰好提供了綁定的方法–使用ThreadLocal。
• 結(jié)合使用Spring里的IOC和AOP，就可以很好的解決這一點(diǎn)。
• 只要將一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接放入ThreadLocal中，當(dāng)前線程執(zhí)行時(shí)只要有使用數(shù)據(jù)庫(kù)連接的地方就從ThreadLocal獲得就行了。

1.4.2 ThreadLocal的使用

void set(Object value)

• 設(shè)置當(dāng)前線程的線程局部變量的值。

public Object get()

• 該方法返回當(dāng)前線程所對(duì)應(yīng)的線程局部變量。

public void remove()

• 將當(dāng)前線程局部變量的值刪除，目的是為了減少內(nèi)存的占用，該方法是JDK 5.0新增的方法。
• 需要指出的是，當(dāng)線程結(jié)束后，對(duì)應(yīng)該線程的局部變量將自動(dòng)被垃圾回收
• 所以顯式調(diào)用該方法清除線程的局部變量并不是必須的操作，但它可以加快內(nèi)存回收的速度。

protected Object initialValue()

• 返回該線程局部變量的初始值
• 該方法是一個(gè)protected的方法，顯然是為了讓子類覆蓋而設(shè)計(jì)的。
• 這個(gè)方法是一個(gè)延遲調(diào)用方法，在線程第1次調(diào)用get()或set(Object)時(shí)才執(zhí)行，并且僅執(zhí)行1次。
• ThreadLocal中的缺省實(shí)現(xiàn)直接返回一個(gè)null。

public final static ThreadLocal RESOURCE = new ThreadLocal()

• RESOURCE代表一個(gè)能夠存放String類型的ThreadLocal對(duì)象。
• 此時(shí)不論任何一個(gè)線程能夠并發(fā)訪問(wèn)這個(gè)變量，對(duì)它進(jìn)行寫入、讀取操作，都是線程安全的。

1.4.3 ThreadLocal實(shí)現(xiàn)解析

public class ThreadLocal<T> {
    //get方法，其實(shí)就是拿到每個(gè)線程獨(dú)有的ThreadLocalMap
    //然后再用ThreadLocal的當(dāng)前實(shí)例，拿到Map中的相應(yīng)的Entry，然后就可以拿到相應(yīng)的值返回出去。
    //如果Map為空，還會(huì)先進(jìn)行map的創(chuàng)建，初始化等工作。
    public T get() {
        //先取到當(dāng)前線程，然后調(diào)用getMap方法獲取對(duì)應(yīng)線程的ThreadLocalMap
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }
    
    // Thread類中有一個(gè) ThreadLocalMap 類型成員，所以getMap是直接返回Thread的成員
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }
    
    // ThreadLocalMap是ThreadLocal的靜態(tài)內(nèi)部類
    static class ThreadLocalMap {
        ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            // 用數(shù)組保存 Entry ， 因?yàn)榭赡苡卸鄠€(gè)變量需要線程隔離訪問(wèn)，即聲明多個(gè) ThreadLocal 變量
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            // Entry 類似于 map 的 key-value 結(jié)構(gòu)
            // key 就是 ThreadLocal， value 就是需要隔離訪問(wèn)的變量
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
        }
        ...
    }
    
    //Entry內(nèi)部靜態(tài)類，它繼承了WeakReference，
    //總之它記錄了兩個(gè)信息，一個(gè)是ThreadLocal<?>類型，一個(gè)是Object類型的值
    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
        /** The value associated with this ThreadLocal. */
        Object value;
    
        Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
            super(k);
            value = v;
        }
    }
    
    //getEntry方法則是獲取某個(gè)ThreadLocal對(duì)應(yīng)的值
    private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
        int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
        Entry e = table[i];
        if (e != null && e.get() == key)
            return e;
        else
            return getEntryAfterMiss(key, i, e);
    }
    
    //set方法就是更新或賦值相應(yīng)的ThreadLocal對(duì)應(yīng)的值
    private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
        ...
    }
    ...
}

public class Thread implements Runnable {
    /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

    ...
}

1.5引用基礎(chǔ)知識(shí)

1.5.1 引用

• 創(chuàng)建對(duì)象 Object o = new Object();
• 這個(gè)o，我們可以稱之為對(duì)象引用，而new Object()我們可以稱之為在內(nèi)存中產(chǎn)生了一個(gè)對(duì)象實(shí)例。
• 當(dāng) o=null 時(shí)，只是表示o不再指向堆中Object的對(duì)象實(shí)例，不代表這個(gè)對(duì)象實(shí)例不存在了。

1.5.2 強(qiáng)引用

• 指在程序代碼之中普遍存在的，類似“Object obj=new Object（）
• 這類的引用，只要強(qiáng)引用還存在，垃圾收集器永遠(yuǎn)不會(huì)回收掉被引用的對(duì)象實(shí)例。

1.5.3 軟引用

•  用來(lái)描述一些還有用但并非必需的對(duì)象。
• 對(duì)于軟引用關(guān)聯(lián)著的對(duì)象，在系統(tǒng)將要發(fā)生內(nèi)存溢出異常之前，將會(huì)把這些對(duì)象實(shí)例列進(jìn)回收范圍之中進(jìn)行第二次回收。如果這次回收還沒(méi)有足夠的內(nèi)存，才會(huì)拋出內(nèi)存溢出異常。
• 在JDK 1.2之后，提供了SoftReference類來(lái)實(shí)現(xiàn)軟引用。

1.5.4 弱引用

• 用來(lái)描述非必需對(duì)象的，但是它的強(qiáng)度比軟引用更弱一些，被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象實(shí)例只能生存到下一次垃圾收集發(fā)生之前。
• 當(dāng)垃圾收集器工作時(shí)，無(wú)論當(dāng)前內(nèi)存是否足夠，都會(huì)回收掉只被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象實(shí)例。
• 在JDK 1.2之后，提供了WeakReference類來(lái)實(shí)現(xiàn)弱引用。

1.5.5 虛引用

•  也稱為幽靈引用或者幻影引用，它是最弱的一種引用關(guān)系。
• 一個(gè)對(duì)象實(shí)例是否有虛引用的存在，完全不會(huì)對(duì)其生存時(shí)間構(gòu)成影響，也無(wú)法通過(guò)虛引用來(lái)取得一個(gè)對(duì)象實(shí)例。
• 為一個(gè)對(duì)象設(shè)置虛引用關(guān)聯(lián)的唯一目的就是能在這個(gè)對(duì)象實(shí)例被收集器回收時(shí)收到一個(gè)系統(tǒng)通知。
• 在JDK 1.2之后，提供了PhantomReference類來(lái)實(shí)現(xiàn)虛引用。

1.6 使用 ThreadLocal 引發(fā)內(nèi)存泄漏

1.6.1 準(zhǔn)備

將堆內(nèi)存大小設(shè)置為-Xmx256m

啟用一個(gè)線程池，大小固定為5個(gè)線程

//5M大小的數(shù)組
private static class LocalVariable {
    private byte[] value = new byte[1024*1024*5];
}

// 創(chuàng)建線程池，固定為5個(gè)線程
private static ThreadPoolExecutor poolExecutor
        = new ThreadPoolExecutor(5,5,1, TimeUnit.MINUTES,new LinkedBlockingQueue<>());
        
//ThreadLocal共享變量
private ThreadLocal<LocalVariable> data;

@Override
public void run() {
    //場(chǎng)景1：不執(zhí)行任何有意義的代碼，當(dāng)所有的任務(wù)提交執(zhí)行完成后，查看內(nèi)存占用情況，占用 25M 左右
    //System.out.println("hello ThreadLocal...");

    //場(chǎng)景2：創(chuàng)建 數(shù)據(jù)對(duì)象，執(zhí)行完成后，查看內(nèi)存占用情況，與場(chǎng)景1相同
    //new LocalVariable();

    //場(chǎng)景3：?jiǎn)⒂?ThreadLocal，執(zhí)行完成后，查看內(nèi)存占用情況，占用 100M 左右
    ThreadLocalOOM obj = new ThreadLocalOOM();
    obj.data = new ThreadLocal<>();
    obj.data.set(new LocalVariable());
    System.out.println("update ThreadLocal data value..........");

    //場(chǎng)景4： 加入 remove()，執(zhí)行完成后，查看內(nèi)存占用情況，與場(chǎng)景1相同
    //obj.data.remove();

    //分析：在場(chǎng)景3中，當(dāng)啟用了ThreadLocal以后確實(shí)發(fā)生了內(nèi)存泄漏
}

場(chǎng)景1：

• 首先任務(wù)中不執(zhí)行任何有意義的代碼，當(dāng)所有的任務(wù)提交執(zhí)行完成后，可以看見，我們這個(gè)應(yīng)用的內(nèi)存占用基本上為25M左右

場(chǎng)景2：

• 然后我們只簡(jiǎn)單的在每個(gè)任務(wù)中new出一個(gè)數(shù)組，執(zhí)行完成后我們可以看見，內(nèi)存占用基本和場(chǎng)景1相同

場(chǎng)景3：

• 當(dāng)我們啟用了ThreadLocal以后，執(zhí)行完成后我們可以看見，內(nèi)存占用變?yōu)榱?00多M

場(chǎng)景4：

• 我們加入一行代碼 obj.data.remove(); ，再執(zhí)行，看看內(nèi)存情況,可以看見，內(nèi)存占用基本和場(chǎng)景1相同。

場(chǎng)景分析：

• 這就充分說(shuō)明，場(chǎng)景3，當(dāng)我們啟用了ThreadLocal以后確實(shí)發(fā)生了內(nèi)存泄漏。

1.6.2 內(nèi)存泄漏分析

•  通過(guò)對(duì)ThreadLocal的分析，我們可以知道每個(gè)Thread 維護(hù)一個(gè) ThreadLocalMap，這個(gè)映射表的 key 是 ThreadLocal實(shí)例本身，value 是真正需要存儲(chǔ)的 Object，也就是說(shuō) ThreadLocal 本身并不存儲(chǔ)值，它只是作為一個(gè) key 來(lái)讓線程從 ThreadLocalMap 獲取 value。
• 仔細(xì)觀察ThreadLocalMap，這個(gè)map是使用 ThreadLocal 的弱引用作為 Key 的，弱引用的對(duì)象在 GC 時(shí)會(huì)被回收。

• 圖中的虛線表示弱引用。
• 當(dāng)把threadlocal變量置為null以后，沒(méi)有任何強(qiáng)引用指向threadlocal實(shí)例，所以threadlocal將會(huì)被gc回收
• 這樣一來(lái)，ThreadLocalMap中就會(huì)出現(xiàn)key為null的Entry，就沒(méi)有辦法訪問(wèn)這些key為null的Entry的value
• 如果當(dāng)前線程再遲遲不結(jié)束的話，這些key為null的Entry的value就會(huì)一直存在一條強(qiáng)引用鏈：Thread Ref -> Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value，而這塊value永遠(yuǎn)不會(huì)被訪問(wèn)到了，所以存在著內(nèi)存泄露。
• 可以通過(guò)Debug模式，查看變量 poolExecutor->workers->0->thread->threadLocals，會(huì)發(fā)現(xiàn)線程的成員變量 threadLocals 的 size=1，map 中存放了一個(gè) referent=null, value=data對(duì)象
• 只有當(dāng)前thread結(jié)束以后，current thread就不會(huì)存在棧中，強(qiáng)引用斷開，Current Thread、Map value將全部被GC回收。
• 最好的做法是在不需要使用ThreadLocal變量后，都調(diào)用它的remove()方法，清除數(shù)據(jù)。

場(chǎng)景3分析：

• 在場(chǎng)景3中，雖然線程池里面的任務(wù)執(zhí)行完畢了，但是線程池里面的5個(gè)線程會(huì)一直存在直到JVM退出，我們set了線程的localVariable變量后沒(méi)有調(diào)用localVariable.remove()方法，導(dǎo)致線程池里面的5個(gè)線程的threadLocals變量里面的new LocalVariable()實(shí)例沒(méi)有被釋放。

從表面上看內(nèi)存泄漏的根源在于使用了弱引用。為什么使用弱引用而不是強(qiáng)引用？下面我們分兩種情況討論：

•  key 使用強(qiáng)引用：對(duì)ThreadLocal對(duì)象實(shí)例的引用被置為null了，但是ThreadLocalMap還持有這個(gè)ThreadLocal對(duì)象實(shí)例的強(qiáng)引用，如果沒(méi)有手動(dòng)刪除，ThreadLocal的對(duì)象實(shí)例不會(huì)被回收，導(dǎo)致Entry內(nèi)存泄漏。
• key 使用弱引用：對(duì)ThreadLocal對(duì)象實(shí)例的引用被被置為null了，由于ThreadLocalMap持有ThreadLocal的弱引用，即使沒(méi)有手動(dòng)刪除，ThreadLocal的對(duì)象實(shí)例也會(huì)被回收。value在下一次ThreadLocalMap調(diào)用set，get，remove都有機(jī)會(huì)被回收。
• 比較兩種情況，我們可以發(fā)現(xiàn)：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一樣長(zhǎng)，如果都沒(méi)有手動(dòng)刪除對(duì)應(yīng)key，都會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，但是使用弱引用可以多一層保障。

因此，ThreadLocal內(nèi)存泄漏的根源是：

• 由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一樣長(zhǎng)，如果沒(méi)有手動(dòng)刪除對(duì)應(yīng)key就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，而不是因?yàn)槿跻谩?/li>

總結(jié)：

• JVM利用設(shè)置ThreadLocalMap的Key為弱引用，來(lái)避免內(nèi)存泄露。
• JVM利用調(diào)用remove、get、set方法的時(shí)候，回收弱引用。
• 當(dāng)ThreadLocal存儲(chǔ)很多Key為null的Entry的時(shí)候，而不再去調(diào)用remove、get、set方法，那么將導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
• 使用線程池 + ThreadLocal時(shí)要小心，因?yàn)檫@種情況下，線程是一直在不斷的重復(fù)運(yùn)行的，從而也就造成了value可能造成累積的情況。

錯(cuò)誤使用ThreadLocal導(dǎo)致線程不安全：

• 仔細(xì)考察ThreadLocal和Thead的代碼，我們發(fā)現(xiàn)ThreadLocalMap中保存的其實(shí)是對(duì)象的一個(gè)引用，這樣的話，當(dāng)有其他線程對(duì)這個(gè)引用指向的對(duì)象實(shí)例做修改時(shí)，其實(shí)也同時(shí)影響了所有的線程持有的對(duì)象引用所指向的同一個(gè)對(duì)象實(shí)例。
• 這也就是為什么上面的程序?yàn)槭裁磿?huì)輸出一樣的結(jié)果：5個(gè)線程中保存的是同一個(gè)Number對(duì)象的引用，因此它們最終輸出的結(jié)果是相同的。
• 正確的用法是讓每個(gè)線程中的ThreadLocal都應(yīng)該持有一個(gè)新的Number對(duì)象。 線程間的協(xié)作

二、線程間的協(xié)作

• 線程之間相互配合，完成某項(xiàng)工作；
• 比如一個(gè)線程修改了一個(gè)對(duì)象的值，而另一個(gè)線程感知到了變化，然后進(jìn)行相應(yīng)的操作；
• 前者是生產(chǎn)者，后者就是消費(fèi)者，這種模式隔離了“做什么”（what）和“怎么做”（How）；
• 常見的方法是讓消費(fèi)者線程不斷地循環(huán)檢查變量是否符合預(yù)期在while循環(huán)中設(shè)置不滿足的條件，如果條件滿足則退出while循環(huán)，從而完成消費(fèi)者的工作。

存在如下問(wèn)題：

• 1）難以確保及時(shí)性；
• 2）難以降低開銷。如果降低睡眠的時(shí)間，比如休眠1毫秒，這樣消費(fèi)者能更加迅速地發(fā)現(xiàn)條件變化，但是卻可能消耗更多的處理器資源，造成了無(wú)端的浪費(fèi)。

2.1等待和通知機(jī)制

是指一個(gè)線程A調(diào)用了對(duì)象O的wait()方法進(jìn)入等待狀態(tài)，而另一個(gè)線程B調(diào)用了對(duì)象O的notify()或者notifyAll()方法，線程A收到通知后從對(duì)象O的wait()方法返回，進(jìn)而執(zhí)行后續(xù)操作。

上述兩個(gè)線程通過(guò)對(duì)象O來(lái)完成交互，而對(duì)象上的wait()和notify/notifyAll()的關(guān)系就如同開關(guān)信號(hào)一樣，用來(lái)完成等待方和通知方之間的交互工作。

notify()：

通知一個(gè)在對(duì)象上等待的線程,使其從wait方法返回,而返回的前提是該線程獲取到了對(duì)象的鎖，沒(méi)有獲得鎖的線程重新進(jìn)入WAITING狀態(tài)。

notifyAll()：

通知所有等待在該對(duì)象上的線程。

wait()：

調(diào)用該方法的線程進(jìn)入 WAITING狀態(tài),只有等待另外線程的通知或被中斷才會(huì)返回.需要注意,調(diào)用wait()方法后,會(huì)釋放對(duì)象的鎖。

wait(long)：

超時(shí)等待一段時(shí)間,這里的參數(shù)時(shí)間是毫秒,也就是等待長(zhǎng)達(dá)n毫秒,如果沒(méi)有通知就超時(shí)返回；

wait (long,int)：

對(duì)于超時(shí)時(shí)間更細(xì)粒度的控制,可以達(dá)到納秒；

2.2等待和通知的標(biāo)準(zhǔn)范式

等待方遵循如下原則：

•  1.獲取對(duì)象的鎖
• 2.循環(huán)里判斷條件是否滿足，如果條件不滿足，那么調(diào)用對(duì)象的wait()方法，被通知后仍要檢查條件。
• 條件滿足則執(zhí)行對(duì)應(yīng)的邏輯。

synchronized(對(duì)象){
    while(條件不滿足){
        對(duì)象.wait();
    }
    對(duì)應(yīng)的邏輯
}

通知方遵循如下原則：

•  1.獲取對(duì)象的鎖。
• 2.改變條件。
• 3.通知所有等待在對(duì)象上的線程。

synchronized(對(duì)象){
    改變條件
    對(duì)象.notifyAll();
}

在調(diào)用wait()、notify()系列方法之前，線程必須要獲得該對(duì)象的對(duì)象級(jí)別鎖，即只能在同步方法或同步塊中調(diào)用wait() 方法、notify()系列方法；

• 進(jìn)入wait() 方法后，當(dāng)前線程釋放鎖，在從wait() 返回前，線程與其他線程競(jìng)爭(zhēng)重新獲得鎖，執(zhí)行notify()系列方法的線程退出synchronized代碼塊的時(shí)候后，他們就會(huì)去競(jìng)爭(zhēng)。
• 如果其中一個(gè)線程獲得了該對(duì)象鎖，它就會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行，在它退出synchronized代碼塊，釋放鎖后，其他的已經(jīng)被喚醒的線程將會(huì)繼續(xù)競(jìng)爭(zhēng)獲取該鎖，一直進(jìn)行下去，直到所有被喚醒的線程都執(zhí)行完畢。

notify() 和 notifyAll() 應(yīng)該用誰(shuí)？

• 盡量用 notifyAll()
• 謹(jǐn)慎使用notify()，因?yàn)閚otify()只會(huì)喚醒一個(gè)線程，我們無(wú)法確保被喚醒的這個(gè)線程一定就是我們需要喚醒的線程;

2.3等待超時(shí)模式實(shí)現(xiàn)一個(gè)連接池

調(diào)用場(chǎng)景：

•  調(diào)用一個(gè)方法時(shí)等待一段時(shí)間（一般來(lái)說(shuō)是給定一個(gè)時(shí)間段），如果該方法能夠在給定的時(shí)間段之內(nèi)得到結(jié)果，那么將結(jié)果立刻返回，反之，超時(shí)返回默認(rèn)結(jié)果。
• 假設(shè)等待時(shí)間段是T，那么可以推斷出在當(dāng)前時(shí)間now+T之后就會(huì)超時(shí)
• 等待持續(xù)時(shí)間：REMAINING=T ；
• 超時(shí)時(shí)間：FUTURE=now+T ；
• 客戶端獲取連接的過(guò)程被設(shè)定為等待超時(shí)的模式，也就是在1000毫秒內(nèi)如果無(wú)法獲取到可用連接，將會(huì)返回給客戶端一個(gè)null。
• 設(shè)定連接池的大小為10個(gè)，然后通過(guò)調(diào)節(jié)客戶端的線程數(shù)來(lái)模擬無(wú)法獲取連接的場(chǎng)景。
• 通過(guò)構(gòu)造函數(shù)初始化連接的最大上限，通過(guò)一個(gè)雙向隊(duì)列來(lái)維護(hù)連接，調(diào)用方需要先調(diào)用fetchConnection(long)方法來(lái)指定在多少毫秒內(nèi)超時(shí)獲取連接，當(dāng)連接使用完成后，需要調(diào)用releaseConnection(Connection)方法將連接放回線程池

調(diào)用yield() 、sleep()、wait()、notify()等方法對(duì)鎖有何影響？

• yield() 、sleep()被調(diào)用后，都不會(huì)釋放當(dāng)前線程所持有的鎖。
• 調(diào)用wait()方法后，會(huì)釋放當(dāng)前線程持有的鎖，而且當(dāng)前被喚醒后，會(huì)重新去競(jìng)爭(zhēng)鎖，鎖競(jìng)爭(zhēng)到后才會(huì)執(zhí)行wait方法后面的代碼。
• 調(diào)用notify()系列方法后，對(duì)鎖無(wú)影響，線程只有在synchronized同步代碼執(zhí)行完后才會(huì)自然而然的釋放鎖，所以notify()系列方法一般都是synchronized同步代碼的最后一行。

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