中断响应

在取消任务和中断线程中，中断都起到了很大作用：

• 取消任务，最合理的方式就是使用中断
• 中断线程，线程收到中断后作何处理

但是有个问题：

• 任务和线程都能接收中断请求，那怎么区分？

也就是，中断响应由谁来负责？

任务的执行

一、在线程中执行任务

1.1 串行执行

串行执行，是指所有任务都在单个线程中串行地执行。

1
2
3
4
5
6
7
8
9

class SingleThreadWebServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(80);
        while (true) {
            Socket connection = serverSocket.accept();
            handleRequest(connection);
        }
    }
}

串行执行，一般来说吞吐率或速响应性都比较差。

基础构建模块

一、同步容器

• 同步容器类都是线程安全的，比如 Vector 和 HashTable
• 实现线程安全的方式是：将它们的状态都封装起来，所有对外接口都是同步方法
• 对容器状态的访问都串行化，保证每次只有一个线程访问容器
• 能保证单个操作是线程安全的，但是复合操作是不能保证线程安全的
• 常见的不安全的复合操作包括：迭代、跳转、条件运算

任务取消

任务、线程、服务、应用程序之间的关系：

• 任务是最小的执行单元
• 任务在线程中执行
• 线程在服务（比如线程池服务）中运行
• 服务在应用程序（JVM）中运行

对象的组合

一、设计线程安全的类

1.1 设计过程

1.1.1 收集对象状态

• 收集类对象的所有状态
• 如果对象中引用了其他对象，那么该对象的状态也包括引用对象的状态
• 如果发布了某个可变对象的引用，那么就不应该算作对象的状态

对象的共享

一、共享对象可能存在的问题？

• 多个线程同时访问或修改共享对象时，可能会出现冲突，即原子性问题
• 一个线程修改对象状态后，其他线程未必能够看到发生的变化，即内存可见性

线程安全性

一、什么是线程安全？

• 当多个线程访问某个类时，这个类始终能表现出正确的行为，就称这个类是线程安全的

• 线程安全类，一般都封装了必要的同步机制，使用时无需额外进行同步

指令集和解释器

Java虚拟机顾名思义，就是一台虚拟的机器，而字节码（bytecode）就是运行在这台虚拟机器上的机器码。

一、字节码指令

1.1 指令结构

字节码中存放编码后的 Java 虚拟机指令：

• 每条指令都以一个单字节的操作码（opcode）开头。

• 由于只使用一字节表示操作码，Java 虚拟机最多只能支持 256 条指令。

到第八版为止，Java 虚拟机规范已经定义了205条指令，操作码分别是0(0x00)到 202(0xCA)、254(0xFE)和 255(0xFF)。

运行时数据区

一、数据结构

在运行Java程序时，Java虚拟机需要使用内存来存放各式各样的数据。Java虚拟机规范把这些内存区域叫作运行时数据区。

运行时数据区可以分为两类：一类是多线程共享的，另一类则是线程私有的。

• 多线程共享的运行时数据区需要在Java虚拟机启动时创建好，在Java虚拟机退出时销毁
• 线程私有的运行时数据区则在创建线程时才创建，线程退出时销毁

HashMap

一、定义

1
2
3

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
}

二、实现

2.1 数据结构

HashMap 的底层数据存储结构是“数组 + 链表 + 红黑树”，红黑树结构是 JDK8 之后进行的优化。