串行算法的并行化

一、并行化要求

• 递归的每次迭代都是独立的
• 将每个迭代拆分成任务并发执行

线程池的使用

一、默认线程池的弊端

并非所有任务都能适用于默认的执行策略，比如：

• 依赖性任务
• 线程封闭的任务
• 长时间运行的任务
• 使用线程本地变量的任务

这类任务往往需要指定特定的执行策略，否则可能会产生活跃性问题。

程序关闭

JVM 既可以正常关闭，也可以强行关闭。

正常关闭方式有：

• 最后一个“正常（非守护）”线程结束时
• 调用了 System.exit() 方法
• 通过其他特定于平台的方法（比如发送 SIGNAL 信号，或键入 CRTL + C）

服务停止

应用程序中通常会创建拥有多个线程的服务，比如线程池。

一般来说，服务的生命周期基本都比线程的生命周期要长。

当要停止服务时，服务拥有的这些线程也需要同时结束，所以服务应该要提供相应的生命周期方法，比如 shutdown()、shutdownNow() 这样的。

线程中断

中断线程，指的是向线程发起一个中断信号。

其目的是为了中断线程，对象是线程，而不是线程内运行的任务。

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。

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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