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170
notes/Java 并发.md
170
notes/Java 并发.md
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@ -9,17 +9,19 @@
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* [yield()](#yield)
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* [join()](#join)
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* [deamon](#deamon)
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* [三、线程之间的协作](#三线程之间的协作)
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* [线程通信](#线程通信)
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* [三、结束线程](#三结束线程)
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* [阻塞](#阻塞)
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* [中断](#中断)
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* [四、线程之间的协作](#四线程之间的协作)
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* [同步与通信的概念理解](#同步与通信的概念理解)
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* [线程同步](#线程同步)
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* [1. synchronized](#1-synchronized)
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* [2. Lock](#2-lock)
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* [3. BlockingQueue](#3-blockingqueue)
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* [五、结束线程](#五结束线程)
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* [阻塞](#阻塞)
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* [中断](#中断)
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* [六、线程状态转换](#六线程状态转换)
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* [二、Executor](#二executor)
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* [线程通信](#线程通信)
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* [1. wait()、notify() notifyAll()](#1-waitnotify-notifyall)
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* [2. BlockingQueue](#2-blockingqueue)
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* [五、线程状态转换](#五线程状态转换)
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* [六、Executor](#六executor)
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* [七、volatile](#七volatile)
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* [保证内存可见性](#保证内存可见性)
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* [禁止指令重排](#禁止指令重排)
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@ -174,42 +176,67 @@ main() 属于非后台线程。
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使用 setDaemon() 方法将一个线程设置为后台线程。
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# 三、线程之间的协作
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# 三、结束线程
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## 线程通信
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## 阻塞
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**wait()、notify() 和 notifyAll()** 三者实现了线程之间的通信。
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一个线程进入阻塞状态可能有以下原因：
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wait() 会在等待时将线程挂起，而不是忙等待，并且只有在 notify() 或者 notifyAll() 到达时才唤醒。
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1. 调用 Thread.sleep() 方法进入休眠状态；
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2. 通过 wait() 使线程挂起，直到线程得到 notify() 或 notifyAll() 消息（或者 java.util.concurrent 类库中等价的 signal() 或 signalAll() 消息；
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3. 等待某个 I/O 的完成；
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4. 试图在某个对象上调用其同步控制方法，但是对象锁不可用，因为另一个线程已经获得了这个锁。
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sleep() 和 yield() 并没有释放锁，但是 wait() 会释放锁。实际上，只有在同步控制方法或同步控制块里才能调用 wait() 、notify() 和 notifyAll()。
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## 中断
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这几个方法属于基类的一部分，而不属于 Thread。
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使用中断机制即可终止阻塞的线程。
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```java
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private boolean flag = false;
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使用 **interrupt()** 方法来中断某个线程，它会设置线程的中断状态。Object.wait(), Thread.join() 和 Thread.sleep() 三种方法在收到中断请求的时候会清除中断状态，并抛出 InterruptedException。
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public synchronized void after() {
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while(flag == false) {
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wait();
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// ...
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}
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}
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应当捕获这个 InterruptedException 异常，从而做一些清理资源的操作。
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public synchronized void before() {
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flag = true;
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notifyAll();
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}
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```
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**1. 不可中断的阻塞**
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**wait() 和 sleep() 的区别**
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不能中断 I/O 阻塞和 synchronized 锁阻塞。
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1. wait() 是 Object 类的方法，而 sleep() 是 Thread 的静态方法；
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2. wait() 会放弃锁，而 sleep() 不会。
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**2. Executor 的中断操作**
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Executor 避免对 Thread 对象的直接操作，但是使用 interrupt() 方法必须持有 Thread 对象。Executor 使用 shutdownNow() 方法来中断它里面的所有线程，shutdownNow() 方法会发送 interrupt() 调用给所有线程。
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如果只想中断一个线程，那么使用 Executor 的 submit() 而不是 executor() 来启动线程，就可以持有线程的上下文。submit() 将返回一个泛型 Futrue，可以在它之上调用 cancel()，如果将 true 传递给 cancel()，那么它将会发送 interrupt() 调用给特定的线程。
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**3. 检查中断**
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通过中断的方法来终止线程，需要线程进入阻塞状态才能终止。如果编写的 run() 方法循环条件为 true，但是该线程不发生阻塞，那么线程就永远无法终止。
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interrupt() 方法会设置中断状态，可以通过 interrupted() 方法来检查中断状，从而判断一个线程是否已经被中断。
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interrupted() 方法在检查完中断状态之后会清除中断状态，这样做是为了确保一次中断操作只会产生一次影响。
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# 四、线程之间的协作
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## 同步与通信的概念理解
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在操作系统中，有三个概念用来描述进程间的协作关系：
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1. 互斥：多个进程在同一时刻只有一个进程能进入临界区；
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2. 同步：多个进程按一定顺序执行；
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3. 通信：多个进程间的信息传递。
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互斥是对临界资源访问的一种约束条件，它防止多个进程同时对临界资源进行访问。
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通信是一种手段，它可以用来实现同步。也就是说，通过在多个进程间传递信息，可以控制多个进程以一定顺序执行。
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进程和线程在一定程度上类似，也可以用这些概念来描述。
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在 Java 语言中，这些概念描述有些差别：
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1. 同步：可以和操作系统的互斥等同；
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2. 通信：可以和操作系统的同步等同。
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## 线程同步
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给定一个进程内的所有线程，都共享同一存储空间，这样有好处又有坏处。这些线程就可以共享数据，非常有用。不过，在两个线程同时修改某一资源时，这也会造成一些问题。Java 提供了同步机制，以控制对共享资源的互斥访问。
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给定一个进程内的所有线程，都共享同一存储空间，这样有好处又有坏处。这些线程就可以共享数据，非常有用。不过，在两个线程同时修改某一资源时，这也会造成一些问题。Java 提供了同步机制，以控制对共享资源的互斥访问。 b
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### 1. synchronized
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@ -235,7 +262,7 @@ public void func(String name) {
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### 2. Lock
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若要实现更细粒度的控制，我们可以使用锁（lock）。
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实现更细粒度的控制。
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```java
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private Lock lock;
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@ -249,7 +276,40 @@ public int func(int value) {
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}
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```
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### 3. BlockingQueue
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## 线程通信
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### 1. wait()、notify() notifyAll()
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它们都属于 Object 的一部分，而不属于 Thread。
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wait() 会在等待时将线程挂起，而不是忙等待，并且只有在 notify() 或者 notifyAll() 到达时才唤醒。
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sleep() 和 yield() 并没有释放锁，但是 wait() 会释放锁。
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实际上，只有在同步控制方法或同步控制块里才能调用 wait() 、notify() 和 notifyAll()。
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```java
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private boolean flag = false;
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public synchronized void after() {
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while(flag == false) {
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wait();
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// ...
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}
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}
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public synchronized void before() {
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flag = true;
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notifyAll();
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}
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```
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**wait() 和 sleep() 的区别**
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1. wait() 是 Object 类的方法，而 sleep() 是 Thread 的静态方法；
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2. wait() 会放弃锁，而 sleep() 不会。
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### 2. BlockingQueue
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java.util.concurrent.BlockingQueue 接口有以下阻塞队列的实现：
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@ -258,6 +318,8 @@ java.util.concurrent.BlockingQueue 接口有以下阻塞队列的实现：
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提供了阻塞的 take() 和 put() 方法：如果队列为空 take() 将一直阻塞到队列中有内容，如果队列为满 put() 将阻塞到队列有空闲位置。它们响应中断，当收到中断请求的时候会抛出 InterruptedException，从而提前结束阻塞状态。
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阻塞队列的 take() 和 put() 方法是线程安全的。
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**使用 BlockingQueue 实现生产者消费者问题**
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```java
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@ -343,44 +405,8 @@ Consumer3 is consuming product made by Consumer3...
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Consumer4 is consuming product made by Consumer4...
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```
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# 五、结束线程
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## 阻塞
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一个线程进入阻塞状态可能有以下原因：
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1. 调用 Thread.sleep() 方法进入休眠状态；
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2. 通过 wait() 使线程挂起，直到线程得到 notify() 或 notifyAll() 消息（或者 java.util.concurrent 类库中等价的 signal() 或 signalAll() 消息；
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3. 等待某个 I/O 的完成；
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4. 试图在某个对象上调用其同步控制方法，但是对象锁不可用，因为另一个线程已经获得了这个锁。
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## 中断
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使用中断机制即可终止阻塞的线程。
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使用 **interrupt()** 方法来中断某个线程，它会设置线程的中断状态。Object.wait(), Thread.join() 和 Thread.sleep() 三种方法在收到中断请求的时候会清除中断状态，并抛出 InterruptedException。
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应当捕获这个 InterruptedException 异常，从而做一些清理资源的操作。
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**不可中断的阻塞**
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不能中断 I/O 阻塞和 synchronized 锁阻塞。
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**Executor 的中断操作**
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Executor 避免对 Thread 对象的直接操作，但是使用 interrupt() 方法必须持有 Thread 对象。Executor 使用 shutdownNow() 方法来中断它里面的所有线程，shutdownNow() 方法会发送 interrupt() 调用给所有线程。
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如果只想中断一个线程，那么使用 Executor 的 submit() 而不是 executor() 来启动线程，就可以持有线程的上下文。submit() 将返回一个泛型 Futrue，可以在它之上调用 cancel()，如果将 true 传递给 cancel()，那么它将会发送 interrupt() 调用给特定的线程。
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**检查中断**
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通过中断的方法来终止线程，需要线程进入阻塞状态才能终止。如果编写的 run() 方法循环条件为 true，但是该线程不发生阻塞，那么线程就永远无法终止。
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interrupt() 方法会设置中断状态，可以通过 interrupted() 方法来检查中断状，从而判断一个线程是否已经被中断。
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interrupted() 方法在检查完中断状态之后会清除中断状态，这样做是为了确保一次中断操作只会产生一次影响。
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# 六、线程状态转换
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# 五、线程状态转换
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<div align="center"> <img src="../pics//38b894a7-525e-4204-80de-ecc1acc52c46.jpg"/> </div><br>
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@ -405,7 +431,7 @@ interrupted() 方法在检查完中断状态之后会清除中断状态，这样
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- LockSupport.parkNanos() 方法
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- LockSupport.parkUntil() 方法
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# 二、Executor
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# 六、Executor
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Executor 管理多个异步任务的执行，而无需程序员显示地管理线程的生命周期。
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@ -926,4 +952,6 @@ public static String concatString(String s1, String s2, String s3) {
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- Java 编程思想
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- 深入理解 Java 虚拟机
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- [线程通信](http://ifeve.com/thread-signaling/#missed_signal)
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- [Java 线程面试题 Top 50](http://www.importnew.com/12773.html)
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- [BlockingQueue](http://tutorials.jenkov.com/java-util-concurrent/blockingqueue.html)
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