JUC学习笔记及拓展
Java JUC
1 Java JUC簡介
在 Java 5.0 提供了 java.util.concurrent （簡稱 JUC ）包，在此包中增加了在并發編程中很常用 的實用工具類，用于定義類似于線程的自定義子 系統，包括線程池、異步 IO 和輕量級任務框架。 提供可調的、靈活的線程池。還提供了設計用于多線程上下文中的 Collection 實現等。
2 volatile 關鍵字-內存可見性
2.1 內存可見性
Java 內存模型規定，對于多個線程共享的變量，存儲在主內存當中，每個線程都有自己獨立的工作內存，并且線程只能訪問自己的工作內存，不可以訪問其它線程的工作內存。工作內存中保存了主內存中共享變量的副本，線程要操作這些共享變量，只能通過操作工作內存中的副本來實現，操作完畢之后再同步回到主內存當中，其 JVM 模型大致如下圖。
內存可見性問題是，當多個線程操作共享數據時，彼此不可見。
JVM 模型規定：1) 線程對共享變量的所有操作必須在自己的內存中進行，不能直接從主內存中讀寫; 2) 不同線程之間無法直接訪問其它線程工作內存中的變量，線程間變量值的傳遞需要通過主內存來完成。這樣的規定可能導致得到后果是：線程對共享變量的修改沒有即時更新到主內存，或者線程沒能夠即時將共享變量的最新值同步到工作內存中，從而使得線程在使用共享變量的值時，該值并不是最新的。這就引出了內存可見性。
內存可見性（Memory Visibility）是指當某個線程正在使用對象狀態，而另一個線程在同時修改該狀態，需要確保當一個線程修改了對象狀態后，其他線程能夠看到發生的狀態變化。
可見性錯誤是指當讀操作與寫操作在不同的線程中執行時，我們無法確保執行讀操作的線程能適時地看到其他線程寫入的值，有時甚至是根本不可能的事情。
public class TestVolatile {public static void main(String[] args) {ThreadDemo td = new ThreadDemo();new Thread(td).start();while(true){if(td.isFlag()){System.out.println("------------------");break;}}} }class ThreadDemo implements Runnable {private boolean flag = false;@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {}flag = true;System.out.println("flag=" + isFlag());}public boolean isFlag() {return flag;}public void setFlag(boolean flag) {this.flag = flag;} } //輸出： //flag=true2.2 volatile 關鍵字
Java 提供了一種稍弱的同步機制，即 volatile 變量，用來確保將變量的更新操作通知到其它線程。當把共享變量聲明為 volatile 類型后，線程對該變量修改時會將該變量的值立即刷新回主內存，同時會使其它線程中緩存的該變量無效，從而其它線程在讀取該值時會從主內中重新讀取該值（參考緩存一致性）。因此在讀取 volatile 類型的變量時總是會返回最新寫入的值。
volatile屏蔽掉了JVM中必要的代碼優化(指令重排序)，所以在效率上比較低
//如果設置為 private volatile boolean flag = false; //輸出結果： flag=true ------------------volatile關鍵字最主要的作用是：
可以將 volatile 看做一個輕量級的鎖，但是又與 鎖有些不同：
3 原子變量與CAS算法
3.1 原子變量
3.1.1 i++的原子性問題
public class TestAtomicDemo {public static void main(String[] args) {AtomicDemo ad = new AtomicDemo();for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(ad).start();}} } class AtomicDemo implements Runnable{ // private volatile int serialNumber = 0;private AtomicInteger serialNumber = new AtomicInteger(0);@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {}System.out.print(getSerialNumber()+" ");}public int getSerialNumber(){return serialNumber.getAndIncrement();} } //運行結果 //1 3 2 0 4 6 5 7 8 9 ——> 不會重復 //如果改為： class AtomicDemo implements Runnable{private volatile int serialNumber = 0; // private AtomicInteger serialNumber = new AtomicInteger(0);@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {}System.out.print(getSerialNumber()+" ");}public int getSerialNumber(){return serialNumber++; // return serialNumber.getAndIncrement();} } //運行結果： //0 4 3 2 1 0 5 6 7 8 ——> 會產生重復3.1.2 原子變量
實現全局自增id最簡單有效的方式是什么？java.util.concurrent.atomic包定義了一些常見類型的原子變量。這些原子變量為我們提供了一種操作單一變量無鎖(lock-free)的線程安全(thread-safe)方式。
實際上該包下面的類為我們提供了類似volatile變量的特性，同時還提供了諸如boolean compareAndSet(expectedValue, updateValue)的功能。
不使用鎖實現線程安全聽起來似乎很不可思議，這其實是通過CPU的compare and swap指令實現的，由于硬件指令支持當然不需要加鎖了。
核心方法：boolean compareAndSet(expectedValue, updateValue)
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原子變量類的命名類似于AtomicXxx，例如，AtomicInteger類用于表示一個int變量。
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標量原子變量類
AtomicInteger，AtomicLong和AtomicBoolean類分別支持對原始數據類型int，long和boolean的操作。
當引用變量需要以原子方式更新時，AtomicReference類用于處理引用數據類型。
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原子數組類
有三個類稱為AtomicIntegerArray，AtomicLongArray和AtomicReferenceArray，它們表示一個int，long和引用類型的數組，其元素可以進行原子性更新。
3.2 CAS算法
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Compare And Swap (Compare And Exchange) / 自旋 / 自旋鎖 / 無鎖
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CAS 是一種硬件對并發的支持，針對多處理器操作而設計的處理器中的一種特殊指令，用于管理對共享數據的并發訪問。
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CAS 是一種無鎖的非阻塞算法的實現。
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CAS 包含了 3 個操作數：
- 需要讀寫的內存值 V
- 進行比較的值 A
- 擬寫入的新值 B
當且僅當 V 的值等于 A 時，CAS 通過原子方式用新值 B 來更新 V的值，否則不會執行任何操作。
3.2.1 ABA問題
CAS會導致ABA問題，線程1準備用CAS將變量的值由A替換為B，在此之前，線程2將變量的值由A替換為C，又由C替換為A，然后線程1執行CAS時發現變量的值仍然為A，所以CAS成功。但實際上這時的現場已經和最初不同了，盡管CAS成功，但可能存在潛藏的問題。
解決辦法（版本號 AtomicStampedReference），基礎類型簡單值不需要版本號
3.2.2 CAS在JAVA中底層的實現
Unsafe
Unsafe類：Java 與 C/C++ 的一個非常明顯區別就是，Java 中不可以直接操作內存。當然這并不完全正確，因為 Unsafe 就可以做到。
Unsafe在AtomicInteger中的應用:
class AtomicDemo implements Runnable{private AtomicInteger serialNumber = new AtomicInteger(0);@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {}System.out.print(getSerialNumber()+" ");}public int getSerialNumber(){return serialNumber.incrementAndGet();} } public final int incrementAndGet() {for (;;) {int current = get();int next = current + 1;if (compareAndSet(current, next))return next;}}public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);}Unsafe:
public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);運用：
package com.mashibing.jol;import sun.misc.Unsafe;import java.lang.reflect.Field;public class T02_TestUnsafe {int i = 0;private static T02_TestUnsafe t = new T02_TestUnsafe();public static void main(String[] args) throws Exception {//Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();Field unsafeField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];unsafeField.setAccessible(true);Unsafe unsafe = (Unsafe) unsafeField.get(null);Field f = T02_TestUnsafe.class.getDeclaredField("i");long offset = unsafe.objectFieldOffset(f);System.out.println(offset);boolean success = unsafe.compareAndSwapInt(t, offset, 0, 1);System.out.println(success);System.out.println(t.i);//unsafe.compareAndSwapInt()} }jdk8u: unsafe.cpp:
cmpxchg = compare and exchange
UNSAFE_ENTRY(jboolean, Unsafe_CompareAndSwapInt(JNIEnv *env, jobject unsafe, jobject obj, jlong offset, jint e, jint x))UnsafeWrapper("Unsafe_CompareAndSwapInt");oop p = JNIHandles::resolve(obj);jint* addr = (jint *) index_oop_from_field_offset_long(p, offset);return (jint)(Atomic::cmpxchg(x, addr, e)) == e; UNSAFE_ENDjdk8u: atomic_linux_x86.inline.hpp
is_MP = Multi Processor
inline jint Atomic::cmpxchg (jint exchange_value, volatile jint* dest, jint compare_value) {int mp = os::is_MP();__asm__ volatile (LOCK_IF_MP(%4) "cmpxchgl %1,(%3)": "=a" (exchange_value): "r" (exchange_value), "a" (compare_value), "r" (dest), "r" (mp): "cc", "memory");return exchange_value; }jdk8u: os.hpp is_MP()
static inline bool is_MP() {// During bootstrap if _processor_count is not yet initialized// we claim to be MP as that is safest. If any platform has a// stub generator that might be triggered in this phase and for// which being declared MP when in fact not, is a problem - then// the bootstrap routine for the stub generator needs to check// the processor count directly and leave the bootstrap routine// in place until called after initialization has ocurred.return (_processor_count != 1) || AssumeMP;}jdk8u: atomic_linux_x86.inline.hpp
#define LOCK_IF_MP(mp) "cmp $0, " #mp "; je 1f; lock; 1: "最終實現：
cmpxchg = cas修改變量值
lock cmpxchg 指令 //記住這條指令cmpxchg不能保證原子性，lock保證了原子性（當執行cmpxchg指令時，其他CPU不允許對里面的值進行修改）。
硬件：
lock指令在執行后面指令的時候鎖定一個北橋信號（電信號）
（不采用鎖總線的方式）
CAS在JAVA中底層的實現是通過 lock cmpxchg來實現的
volatile和synchronized的實現也都跟這條指令有關
3.3 原子性與可見性區別
4 ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap 同步容器類是Java 5 增加的一個線程安全的哈希表。對于多線程的操作，介于 HashMap 與 Hashtable 之間。內部采用“鎖分段” 機制替代 Hashtable 的獨占鎖，進而提高性能。
4.1 鎖粒度
減小鎖粒度是指縮小鎖定對象的范圍，從而減小鎖沖突的可能性，從而提高系統的并發能力。減小鎖粒度是一種削弱多線程鎖競爭的有效手段，這種技術典型的應用是 ConcurrentHashMap(高性能的HashMap)類的實現。對于 HashMap 而言，最重要的兩個方法是 get 與 set 方法，如果我們對整個 HashMap 加鎖，可以得到線程安全的對象，但是加鎖粒度太大。Segment 的大小也被稱為 ConcurrentHashMap 的并發度。
4.2 鎖分段
ConcurrentHashMap，它內部細分了若干個小的 HashMap，稱之為段(Segment)。默認情況下 一個 ConcurrentHashMap 被進一步細分為 16 個段，既就是鎖的并發度。
如果需要在 ConcurrentHashMap 中添加一個新的表項，并不是將整個 HashMap 加鎖，而是首 先根據 hashcode 得到該表項應該存放在哪個段中，然后對該段加鎖，并完成 put 操作。在多線程 環境中，如果多個線程同時進行put操作，只要被加入的表項不存放在同一個段中，則線程間可以做到真正的并行。
4.3 其它
此包還提供了設計用于多線程上下文中的 Collection 實現：
ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet、 CopyOnWriteArrayList 和 CopyOnWriteArraySet。
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當期望許多線程訪問一個給定 collection 時，ConcurrentHashMap 通常優于同步的 HashMap， ConcurrentSkipListMap 通常優于同步的 TreeMap。
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當期望的讀數和遍歷遠遠 大于列表的更新數時，CopyOnWriteArrayList 優于同步的 ArrayList。
4.4 寫入并復制
注意：添加操作多時，效率低，因為每次添加時都會進行復制，開銷非常的大。并發迭代操作多時可以選擇。
public class TestCopyOnWriteArrayList {public static void main(String[] args) {HelloThread ht = new HelloThread();for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(ht).start();}} }class HelloThread implements Runnable{private static List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>()); // private static CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();static{list.add("AA");list.add("BB");list.add("CC");}@Overridepublic void run() {Iterator<String> it = list.iterator(); while(it.hasNext()){System.out.println(it.next());list.add("AA");}} }運行會造成并發修改異常ConcurrentModificationException。遍歷的列表和添加的都是同一個。
// private static List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());private static CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();這樣不會報錯，正常運行。**因為在每次寫入時，都會在底層完成一次復制，復制一份新的列表，然后再進行添加。每次寫入都會復制。**不會造成并發修改異常，但是效率較低。
添加操作多時，效率低，因為每次添加時都會進行復制，開銷非常的大。并發迭代操作多時可以選擇。
5 CountDownLatch(閉鎖)
5.1 概念
CountDownLatch（閉鎖）——一個同步輔助類，在完成一組正在其他線程中執行的操作之前，它允許一個或多個線程一直等待。CountDown（倒數）latch（鎖）
用給定的計數 初始化 CountDownLatch。由于調用了 countDown() 方法，所以在當前計數到達零之前，await 方法會一直受阻塞。之后，會釋放所有等待的線程，await 的所有后續調用都將立即返回。這種現象只出現一次——計數無法被重置。 一個線程(或者多個)， 等待另外N個線程完成某個事情之后才能執行。
閉鎖可以延遲線程的進度直到其到達終止狀態，閉鎖可以用來確保某些活 動直到其他活動都完成才繼續執行：
- 確保某個計算在其需要的所有資源都被初始化之后才繼續執行;
- 確保某個服務在其依賴的所有其他服務都已經啟動之后才啟動;
- 等待直到某個操作所有參與者都準備就緒再繼續執行。
5.2 方法介紹
CountDownLatch最重要的方法是countDown()——倒數 和 await()，前者主要是倒數一次，后者是等待倒數到0，如果沒有到達0，就只有阻塞等待了。
public class TestCountDownLatch {public static void main(String[] args) {final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(50); //每次有個線程執行完-1，設置初始值50LatchDemo ld = new LatchDemo(latch);long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 50; i++) {new Thread(ld).start();}try {latch.await(); //50個線程執行完，才繼續執行main線程} catch (InterruptedException e) {}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("耗費時間為：" + (end - start));} }class LatchDemo implements Runnable {private CountDownLatch latch;public LatchDemo(CountDownLatch latch) {this.latch = latch;}@Overridepublic void run() {try {for (int i = 0; i < 50000; i++) {if (i % 2 == 0) {System.out.println(i);}}} finally {latch.countDown(); //每次執行完-1，放在finally里確保每次都執行}} }6 實現 Callable 接口
Java 5.0 在 java.util.concurrent 提供了一個新的創建執行線程的方式：Callable 接口。
Callable 需要依賴FutureTask ，FutureTask 也可以用作閉 鎖。
6.1 創建線程的四種方式
無返回：
有返回：
6.2 Callable的使用
public class TestCallable {public static void main(String[] args) {ThreadDemo td = new ThreadDemo();//1.執行 Callable 方式，需要 FutureTask 實現類的支持，用于接收運算結果。FutureTask<Integer> result = new FutureTask<>(td);new Thread(result).start();//2.接收線程運算后的結果try {Integer sum = result.get(); //FutureTask 可用于 閉鎖System.out.println(sum);System.out.println("------------------------------------");} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}} }class ThreadDemo implements Callable<Integer>{@Overridepublic Integer call() throws Exception {int sum = 0;for (int i = 0; i <= 100000; i++) {sum += i;}return sum;} }7 -Lock 同步鎖
在 Java 5.0 之前，協調共享對象的訪問時可以使用的機制只有 synchronized 和 volatile 。Java 5.0 后增加了一些新的機制，但并不是一種替代內置鎖的方法，而是當內 置鎖不適用時，作為一種可選擇的高級功能。
ReentrantLock 實現了 Lock 接口，并提供了與 synchronized 相同的互斥性和內存可見性。但相較于 synchronized 提供了更高的處理鎖的靈活性。
解決多線程安全問題的三種方式
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jdk 1.5 前：
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synchronized：隱式鎖
1.同步代碼塊
2.同步方法
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jdk 1.5 后：
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3.同步鎖 Lock：顯式鎖
注意：是一個顯示鎖，需要通過 lock() 方法上鎖，必須通過 unlock() 方法進行釋放鎖
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8 Condition 控制線程通信
Condition 接口描述了可能會與鎖有關聯的條件變量。這些變量在用 法上與使用 Object.wait 訪問的隱式監視器類似，但提供了更強大的功能。需要特別指出的是，單個 Lock 可能與多個 Condition 對象關聯。為了避免兼容性問題，Condition 方法的名稱與對應的 Object 版本中的不同。
在 Condition 對象中，與 wait、notify 和 notifyAll 方法對應的分別是 await、signal 和 signalAll。
Condition 實例實質上被綁定到一個鎖上。要為特定 Lock 實例獲得 Condition 實例，請使用其 newCondition() 方法。
8.1 使用Condition
使用Condition控制線程通信：
8.2 生產者和消費者案例
public class TestProductorAndConsumerForLock {public static void main(String[] args) {Clerk clerk = new Clerk();Productor pro = new Productor(clerk);Consumer con = new Consumer(clerk);new Thread(pro, "生產者 A").start();new Thread(con, "消費者 B").start();// new Thread(pro, "生產者 C").start(); // new Thread(con, "消費者 D").start();}}class Clerk {private int product = 0;private Lock lock = new ReentrantLock(); //創建lock對象private Condition condition = lock.newCondition(); //獲得Lock實例的Condition實例// 進貨public void get() {lock.lock();try {if (product >= 1) { // 為了避免虛假喚醒，應該總是使用在循環中。System.out.println("產品已滿！");try {condition.await();} catch (InterruptedException e) {}}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + ++product);condition.signalAll();} finally {lock.unlock();}}//售貨public void sale() {lock.lock();try {if (product <= 0) {System.out.println("缺貨！");try {condition.await();} catch (InterruptedException e) {}}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + --product);condition.signalAll();} finally {lock.unlock();}} }// 生產者 class Productor implements Runnable {private Clerk clerk;public Productor(Clerk clerk) {this.clerk = clerk;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}clerk.get(); //調用店員進貨方法}} }// 消費者 class Consumer implements Runnable {private Clerk clerk;public Consumer(Clerk clerk) {this.clerk = clerk;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {clerk.sale(); //調用店員售貨方法}}}9 線程按序交替
要求：編寫一個程序，開啟 3 個線程，這三個線程的 ID 分別為 A、B、C，每個線程將自己的 ID 在屏幕上打印 10 遍，要 求輸出的結果必須按順序顯示。 如：ABCABCABC…… 依次遞歸
public class TestABCAlternate {public static void main(String[] args) {AlternateDemo ad = new AlternateDemo();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 20; i++) {ad.loopA(i);}}}, "A").start();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 20; i++) {ad.loopB(i);}}}, "B").start();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 20; i++) {ad.loopC(i);System.out.println("-----------------------------------");}}}, "C").start();}}class AlternateDemo{private int number = 1; //當前正在執行線程的標記private Lock lock = new ReentrantLock();private Condition condition1 = lock.newCondition();private Condition condition2 = lock.newCondition();private Condition condition3 = lock.newCondition();/*** @param totalLoop : 循環第幾輪*/public void loopA(int totalLoop){lock.lock();try {//1. 判斷if(number != 1){condition1.await(); //線程A等待}//2. 打印for (int i = 1; i <= 1; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + i + "\t" + totalLoop);}//3. 喚醒number = 2;condition2.signal(); //喚醒B線程} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}public void loopB(int totalLoop){lock.lock();try {//1. 判斷if(number != 2){condition2.await(); //線程B等待}//2. 打印for (int i = 1; i <= 1; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + i + "\t" + totalLoop);}//3. 喚醒number = 3;condition3.signal(); //喚醒C線程} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}public void loopC(int totalLoop){lock.lock();try {//1. 判斷if(number != 3){condition3.await(); //C線程等待}//2. 打印for (int i = 1; i <= 1; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + i + "\t" + totalLoop);}//3. 喚醒number = 1;condition1.signal(); //喚醒A線程} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}}10 ReadWriteLock 讀寫鎖
ReadWriteLock 維護了一對相關的鎖，一個用于只讀操作， 另一個用于寫入操作。只要沒有 writer，讀取鎖可以由多個 reader 線程同時保持。寫入鎖是獨占的。
ReadWriteLock 讀取操作通常不會改變共享資源，但執行寫入操作時，必須獨占方式來獲取鎖。對于讀取操作占多數的數據結構。 ReadWriteLock 能提供比獨占鎖更高的并發性。而對于只讀的數據結構，其中包含的不變性 可以完全不需要考慮加鎖操作。
- 寫寫/讀寫 需要“互斥”
- 讀讀 不需要互斥
11 線程8鎖
判斷打印的 “one” or “two” ？
- 兩個普通同步方法，兩個線程，標準打印， 打印結果?
- 新增 Thread.sleep() 給 getOne()，打印結果?
- 新增普通方法 getThree() , 打印結果?
- 兩個普通同步方法，兩個 Number 對象，打印結果?
- 修改 getOne() 為靜態同步方法，打印結果?
- 修改兩個方法均為靜態同步方法，一個 Number 對象，打印結果?
- 一個靜態同步方法，一個非靜態同步方法，兩個 Number 對象，打印結果?
- 兩個靜態同步方法，兩個 Number 對象，打印結果?
要想知道上面線程8鎖的答案，需要知曉關鍵所在：
- ① 非靜態方法的鎖默認為 this（實例對象）, 靜態方法的鎖為對應的 Class 對象（類對象）。
- ② 某一個時刻，同一個對象，只能有一個線程持有鎖，無論幾個方法。
- ③ 鎖靜態方法，某一個時刻，不同實例對象也只能有一個對象持有鎖。
答案：
12 線程池
12.1 線程池介紹
第四種獲取線程的方法：線程池。線程池提供了一個線程隊列，隊列中保存著所有等待狀態的線程。避免了創建與銷毀額外開銷，提高了響應的速度。通常使用 Executors 工廠方法配置。
線程池可以解決兩個不同問題：由于減少了每個任務調用的開銷，它們通常可以在執行大量異步任務時提供增強的性能，并且還可以提供綁定和管理資源（包括執行任務集時使用的線程）的方法。
12.2 線程池的體系結構
/** java.util.concurrent.Executor : 負責線程的使用與調度的根接口* |--ExecutorService 子接口: 線程池的主要接口* |--ThreadPoolExecutor 線程池的實現類* |--ScheduledExecutorService 子接口：負責線程的調度* |--ScheduledThreadPoolExecutor ：繼承 ThreadPoolExecutor， 實現 ScheduledExecutorService*/12.3 工具類 : Executors
為了便于跨大量上下文使用，此類提供了很多可調整的參數和擴展鉤子 (hook)。但是，強烈建議程序員使用較為方便的 Executors 工廠方法 ：
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Executors newCachedThreadPool()（緩存線程池，線程池的數量不固定，可以根據需求自動的更改數量，可以進行自動線程回收）
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Executors newFixedThreadPool(int)（創建固定大小的線程池）
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Executors newSingleThreadExecutor()（線程池中只有一個線程）
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ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool() : 創建固定大小的線程，可以延遲或定時的執行任務。
12.4 線程調度
- ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool() : 創建固定大小的線程，可以延遲或定時的執行任務。
13 ForkJoinPool 分支/合并框架 工作竊取
13.1 Fork/Join 框架
Fork/Join 框架：就是在必要的情況下，將一個大任務，進行拆分(fork)成 若干個小任務（拆到不可再拆時），再將一個個的小任務運算的結果進 行 join 匯總。
13.2 Fork/Join 框架與線程池的區別
采用 “工作竊取”模式（work-stealing）：
當執行新的任務時它可以將其拆分分成更小的任務執行，并將小任務加到線程隊列中，然后再從一個隨機線程的隊列中偷一個并把它放在自己的隊列中。
相對于一般的線程池實現，fork/join框架的優勢體現在對其中包含的任務的處理方式上。在一般的線程池中，如果一個線程正在執行的任務由于某些原因無法繼續運行，那么該線程會處于等待狀態。而在fork/join框架實現中， 如果某個子問題由于等待另外一個子問題的完成而無法繼續運行。那么處理該子問題的線程會主動尋找其他尚未運行的子問題來執行。這種方式減少了 線程的等待時間，提高了性能。
public class TestForkJoinPool {public static void main(String[] args) {Instant start = Instant.now();ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinSumCalculate(0L, 5000000000L);Long sum = pool.invoke(task);System.out.println(sum);Instant end = Instant.now();System.out.println("耗費時間為：" + Duration.between(start, end).toMillis());//2709 拆分也需要時間}@Testpublic void test1(){Instant start = Instant.now();long sum = 0L;for (long i = 0L; i <= 5000000000L; i++) {sum += i;}System.out.println(sum);Instant end = Instant.now();System.out.println("for耗費時間為：" + Duration.between(start, end).toMillis());//2057}//java8 新特性@Testpublic void test2(){Instant start = Instant.now();Long sum = LongStream.rangeClosed(0L, 5000000000L).parallel().reduce(0L, Long::sum);System.out.println(sum);Instant end = Instant.now();System.out.println("java8 新特性耗費時間為：" + Duration.between(start, end).toMillis());//1607} }class ForkJoinSumCalculate extends RecursiveTask<Long>{/*** */private static final long serialVersionUID = -259195479995561737L;private long start;private long end;private static final long THURSHOLD = 10000L; //臨界值public ForkJoinSumCalculate(long start, long end) {this.start = start;this.end = end;}@Overrideprotected Long compute() {long length = end - start;if(length <= THURSHOLD){long sum = 0L;for (long i = start; i <= end; i++) {sum += i;}return sum;}else{long middle = (start + end) / 2;ForkJoinSumCalculate left = new ForkJoinSumCalculate(start, middle); left.fork(); //進行拆分，同時壓入線程隊列ForkJoinSumCalculate right = new ForkJoinSumCalculate(middle+1, end);right.fork(); //進行拆分，同時壓入線程隊列return left.join() + right.join();}}}總結
以上是生活随笔為你收集整理的JUC学习笔记及拓展的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
