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2024-03-17
学习记录
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简介

生产者-消费者问题是多线程环境中一个经典的同步问题。它描述了两个进程(这里是线程)——生产者和消费者,如何通过一个有限的缓冲区进行通信。生产者生成数据并将其放入缓冲区,而消费者则从缓冲区中取出数据并使用它。关键是要确保这两个进程不会同时对同一个数据项进行操作,这通常通过互斥锁实现。

wait和notityAll实现

java
public class ProducerConsumerExample { // 定义一个固定大小的缓冲区,用于存储生产者生成的数据项 private static final Object[] buffer = new Object[10]; // 计数器,用于追踪当前缓冲区中数据项的数量 private static int count = 0; public static void main(String[] args) { // 创建并启动生产者线程 Thread producerThread = new Thread(new Producer(), "ProducerThread"); // 创建并启动消费者线程 Thread consumerThread = new Thread(new Consumer(), "ConsumerThread"); producerThread.start(); consumerThread.start(); } static class Producer implements Runnable { @Override public void run() { while (true) { // 生产者持续运行 synchronized (buffer) { // 对缓冲区加锁以保证同步 // 如果缓冲区已满,则等待直到有空间可用 while (count == buffer.length) { try { System.out.println("Buffer is full, waiting..."); buffer.wait(); // Wait if the buffer is full } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } } // 在缓冲区中放入一个新的数据项,并增加计数器 buffer[count++] = new Object(); // Produce an item buffer.notifyAll(); // 通知所有可能在等待的消费者线程 System.out.println("Produced one item. Buffer size: " + count); } try { Thread.sleep(100); // 模拟生产所需的时间 } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } } } } static class Consumer implements Runnable { @Override public void run() { while (true) { // 消费者持续运行 synchronized (buffer) { // 对缓冲区加锁以保证同步 // 如果缓冲区为空,则等待直到有数据项可供消费 while (count == 0) { try { System.out.println("Buffer is empty, waiting..."); buffer.wait(); // Wait if the buffer is empty } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } } // 从缓冲区取出一个数据项,并减少计数器 buffer[--count] = null; // Consume an item buffer.notifyAll(); // 通知所有可能在等待的生产者线程 System.out.println("Consumed one item. Buffer size: " + count); } try { Thread.sleep(150); // 模拟消费所需的时间 } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } } } } }

这段代码首先定义了一个固定大小的缓冲区(buffer),以及一个计数器count用于追踪当前缓冲区中的项目数量。Producer类实现了Runnable接口,并在其run方法中模拟生产过程。当缓冲区满时,生产者将等待直到有可用空间。Consumer类也实现了Runnable接口,负责从缓冲区消费项目。如果缓冲区为空,消费者也将等待直到有项目可供消费。在生产和消费操作之后,都会调用notifyAll()方法通知另一个可能正在等待的线程

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2024-03-17
学习记录
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什么是AQS

简单描述一下,aqs就是抽象队列同步器,它是一个抽象类,在java.util.current下,是很多同步器的基础,比如可重入锁、信号量,倒计时,使用整数类型的state变量来表示资源同步状态,这个变量是可见性的,一个线程获取资源时,就会对这个变量的状态进行判断如果是0,表示可以获取到锁,如果大于0就说明资源已经被占用,线程就会进入队列进行等待,队列是一个CLH的链表,将线程的请求封装在node节点中,节点包含前驱、后驱、线程信息、工作状态等信息,如果前面的线程释放资源后会唤醒后面的一个或者多个节点。

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2024-03-12
实用工具
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简介

Java虚拟机(JVM)提供了多种命令行工具来帮助开发者监控和诊断Java应用程序的运行状态。这些工具能够提供关于内存使用、线程状态、垃圾回收活动等方面的信息,是优化性能和解决运行时问题的关键。

基本命令

jps

功能:列出当前用户启动的所有Java进程,包括进程ID(PID)和主类名称。

jps -l

-l 参数显示主类的完整包名或jar文件路径。

jstat

功能:监控JVM性能统计信息,如垃圾回收、编译器活动等。

jstat -gc <pid> 1000

每秒输出一次指定PID的垃圾回收统计信息。

jstack

功能:打印给定Java进程的线程堆栈跟踪信息,有助于分析死锁、线程阻塞等问题。

jstack -l <pid>

-l 参数打印关于锁的额外信息。

jmap

功能:用于生成Java进程的堆转储快照或查看堆内存使用详情。

jmap -heap <pid>

查看指定进程的堆配置及使用情况;或者

jmap -dump:format=b,file=heapdump.hprof <pid>

生成堆转储文件。

jinfo

功能:实时查看并调整正在运行的Java应用的JVM参数。

jinfo -flag +PrintGCDetails <pid>

开启GC详细日志输出。

jcmd

功能:支持执行多种诊断命令,如获取VM标志、堆转储、GC调用等。

jcmd <pid> GC.heap_dump /path/to/heapdump.hprof

创建一个堆转储文件。

jconsole

功能:提供了一个图形界面,可以用来监控Java应用程序的性能指标,包括内存使用、线程状态、类加载数量等。

启动方法: 直接在终端输入jconsole启动,然后通过GUI连接到本地或远程Java进程进行监控。

VisualVM

功能:作为jconsole的升级版,它不仅提供了基本的监控功能,还增加了对MBeans的支持、性能剖析等功能。

启动方法: 可以从JDK安装目录下的bin文件夹中找到jvisualvm启动程序。

总结

这些工具各自专注于不同的方面,合理利用它们可以帮助你更好地理解和优化Java应用程序的性能。

例如,当遇到内存泄漏问题时,可以使用jmap生成堆转储文件,并用Eclipse MAT等工具进行深入分析;而遇到CPU飙高或线程相关的问题,则可以通过jstack来查看线程堆栈跟踪。

根据具体需求选择合适的工具组合使用,可以更有效地解决问题。

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2024-03-12
实用工具
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介绍

jconsole 是 Java Development Kit (JDK) 自带的一款图形化监控和管理工具。它旨在提供一个简单而强大的界面,用于监视和管理 Java 应用程序在 Java 虚拟机 (JVM) 上的运行情况。

jconsole 提供了可视化的方式来获取有关 Java 应用程序的各种信息,包括内存使用情况、线程活动、GC 行为等重要指标。它还允许远程连接到运行中的 Java 进程,提供对远程应用程序的监控和管理能力。

jconsole命令特征如下:

  • 实时监控:实时获取应用程序的性能指标,如 CPU 使用率、内存使用情况、线程活动等;
  • 线程分析:可以查看运行中的线程及其状态,并进行死锁检测和线程 Dump 分析;
  • 垃圾回收:提供了对 Java 垃圾回收器的监控和调整功能;
  • MBean 支持:支持查看和管理 MBean (管理 Bean) 对象,用于监控和管理应用程序的各个组件;
  • 远程连接:可以连接到远程主机上运行的 Java 进程,并对其进行监控和管理。

优点:

直观易用:jconsole 提供了直观的用户界面,使得监控和管理 Java 应用程序变得更加容易;

实时监测:可以实时查看应用程序的性能指标,并根据需要进行调整和优化;

远程监控:可以连接到运行在远程主机上的 Java 进程,方便地进行远程监控和管理。

缺点:

功能有限:相比其他更为专业的监控工具,jconsole 的功能相对简单,并不适用于高级的监控和故障排除需求;

效能损耗:在连接到远程应用程序时,jconsole 可能会对目标应用程序的性能产生一定程度的影响。

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2024-03-06
实用工具
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简介

官方文档 Arthas(阿尔萨斯)是阿里巴巴开源的一款Java诊断工具,用于实时检测、诊断Java应用程序的性能问题。它是一个命令行工具,提供了丰富的功能,包括查看类加载信息、方法执行耗时、线程堆栈、内存分析等。Arthas 的设计目标是在生产环境中实时诊断和解决Java应用程序的问题。 以下是 Arthas 的一些主要特点和功能:

  • 实时性: Arthas 可以在运行中的 Java 进程中实时进行诊断,无需重新启动应用。

  • 丰富的命令: 提供了众多的命令,涵盖了类加载、方法执行、线程、内存、GC 等多个方面。

  • 动态追踪: 支持实时动态追踪方法调用、线程堆栈等信息,方便定位问题。

  • 内存分析: 提供了 Heap Dump、Histogram、Classloader Stats 等命令,帮助进行内存分析。

  • 多种环境支持: 支持 Linux、Mac 和 Windows 操作系统,支持 HotSpot 和 OpenJ9 JVM。

  • 在线帮助: 提供了丰富的在线帮助,用户可以通过 help 命令查看每个命令的详细说明。

主要组件

主要有以下几大组件:

  • arthas-core.jar 是服务器端的启动入口类,调用 VirtualMachine#attach 到目标进程,并加载 arthas-agent.jar 作为 agent 包。

  • arthas-agent.jar 既可以使用 premain 方式(在目标进程启动之前,通过-agent参数静态指定),也可以通过 agentmain 方式(在进程启动之后attach上去)。arthas-agent会使用自定义的classloader(ArthasClassLoader)加载arthas-core.jar里面的Configure类以及ArthasBootstrap。 同时程序运行的时候会使用arthas-spy.jar。

  • arthas-spy.jar 里面只包含Spy类,目的是为了将Spy类使用BootstrapClassLoader来加载,从而使目标进程的java应用可以访问Spy类。通过ASM修改字节码,可以将Spy类的方法ON_BEFORE_METHOD, ON_RETURN_METHOD等编织到目标类里面。

  • arthas-client.jar 是客户端程序,用来连接arthas-core.jar启动的服务端代码,使用telnet方式。一般由arthas-boot.jar和as.sh来负责启动。

下载

官方下载地址

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# 下载 curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar # 启动服务 java -jar arthas-boot.jar # 查看帮助 help