Java并发编程笔记一

Java个人学习笔记

背景

甲方项目提出前端页面增加一个功能，需要将数据库的100万（百万两级）条数据，在限定8秒之内（用户体验）导出到指定数量的Excel表.
采用方案一：C++或者golang或者C等等，但是后端技术栈是SpringClound微服务，这样胶水式操作不易维护。
采用方案二：Java操作，采用单线程一行一行的读取后写入Excel，那大概率会超时。
采用方案三：使用Java多线程。

分析项目需求 Java多线程不仅是实际项目需要的，还是面试笔试重点。

进程和线程

进程

进程可以理解为运行的一个程序（QQ,微信,网易音乐,Word,运行中的SpringBoot jar包），由PCB（进程控制块）、程序段、数据段组成。可以查看任务管理器重的进程如下

一个进程在OS中的资源，包含了CPU、内存、磁盘、网络、I/O等等。
OS支持多任务模型，会有类似上图 可以同时运行多个程序，对比多道程序概念。

每个进程生命周期都会有就绪态，运行态，阻塞态，新建态PCB，终止态五种状态，但前三种为基本态，时间占比较长。

一个进程至少包含一个线程（主线程）。

线程

一个进程的运行开销重，为了更好的使多道程序并发执行。

1. 线程是CPU使用的基本单元，由线程ID、程序计数器、寄存器集合和栈组成。

2. 进程由一个或多个线程组成：创建一个进程会伴随着创建一个线程（主线程）

3. 调度切换：线程上下问切换比进程上下文切换快

创建进程：需要为进程划分一整块完整内存，需要大量初始化操作，比如要把内存分段（堆栈、正文区等）。

创建线程：只需要确定PC指针和寄存器的值，并且给线程分配一个栈用于执行程序，同一个进程的多个线程间可以复用堆栈。

一个进程可以划分为多线程（并发）的重要前提：通过线程之间的通信，保证数据原子性、可见性、有序性

原子性（atom）

一个或多个操作，要么全部执行且在执行过程中不被任何因素打断，要么全部不执行。在 Java 中，对基本数据类型的变量的读取和赋值操作是原子性操作。

保证原子性

1. synchronized 关键字定义同步块或者同步方法保障原子性
2. Lock接口保证原子性
3. Atomic类型保障原子性

可见性

当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够看到修改的值
JMM通过共享内存实现线程通信

volatile变量和普通变量
volatile变量强行保证了被一个线程修改的变量的数据变量，被刷入内存。代码是一样的，所以其他线程也有volatile变量，但此时他们的volatile变量不生效

保证可见性

1. volatile 关键字标记内存屏障保证可见性
2. synchronized 关键字定义同步代码块或者同步方法保障可见性
3. Lock接口保障可见性
4. Atomic类型保障可见性
5. final关键字保障可见性

有序性

程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行
JVM存在指令重排，无关系的数据之间的初始，是没有顺序的。

class myClass {
    public static void main(String[] args) {
        ......
    }
    int a = 0;
    boolean b = false;
    public void A(){
        a = a+2;
        b = true;
    }
    public void B(){
        if(b){
            a = a+1;
        }
    }
}

如果上述有多个线程在执行，因为a和b之间在A中执行是无关联的，不同于B。 那么在A中经过指令重排序，可能先执行b = true;当还没执行a=a+2;时。另一个线程读取到b的true状态,拿着还是a=0;的情况就开始做a=a+1;
解决办法：使用volitile关键字 public int volitile a;

JMM(Java Memory Model，Java内存模型)

还有部分笔记后续补上，先赶项目去了。。。