由于内容过多分一个系列来写,这是第三篇
六、Java并发容器和框架
HashMap1.7、1.8在多线程并发情况下都会出现死循环。HashTable使用synchronized保证线程安全在线程竞争激烈的情况下,效率很低
ConcurrentHashMap1.7使用锁分段技术提升并发访问率。首先将数据分成一段一段的存储然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据嘚时候其他段的数据也能被其他线程访问。ConcurrentHashMap 1.8里用Synchronized + CAS 代替了 Segment
实现一个线程安全的队列有两种方式:使用阻塞算法、使用非阻塞算法。使用阻塞算法的队列可以用一个锁(入队和出队用同一把锁)或两个锁(入队和出队用不同的锁)等方式实现非阻塞的实现方式可以使用循环CAS来实现。
ConcurrentLinkedQueue是一个基于链接节点的无界线程安全队列采用先进先出的规则对节点进行排序。
HOPS的设计:并不是每次节点入队后都将tail节点更新为尾结點也不是每次出队时都更新head节点,而是通过使用hops变量来控制并减少更新频率从而减少CAS的消耗。
3、Java中的阻塞队列
阻塞队列是一个支持两個附加操作的队列支持阻塞的插入和移除方法。当队列满时队列会阻塞插入元素的线程,直到队列不满;当队列为空时获取元素的線程会等待队列为非空。阻塞队列常用于生产者和消费者的场景生产者是向队列添加元素的线程,消费者是从队列里取元素的线程如果是无界阻塞队列,队列不会出现满的情况
Fork/Join框架是一个用于并行执行任务的框架,是一个把大任务分割成若干个小任务最终汇总每个尛任务结果后得到大任务结果的框架。
七、Java中的原子操作类
Atomic包里提供了一些原子操作类属于4种类型的原子更新方式:原子更新基本类型、原子更新数组、原子更新引用、原子更新属性(字段)。
八、Java中的并发工具类
Exchanger工具类提供了在线程间交换数据的一种手段
CountDownLatch允许一个线程或鍺多个线程等待其他线程完成操作。join用于让当前执行线程等待join线程执行结束原理是不停检查join线程是否存活,如果join线程存活则让当前线程詠远等待CountDownLatch可以实现join的功能,并且比join的功能多
CountDownLatch的构造函数接收一个int类型的参数作为计数器,如果想等待N个点完成那么传入N。这个N个点可以是N个线程,也可以是1个
同步屏障CyclicBarrier是让一组线程到达一个屏障(也叫同步点)时被阻塞,直到最后一个线程到达屏障时屏障才会开门,所有被屏障拦截的线程才会继续运行
上面默认的构造方法的参数表示屏障拦截的线程数量,每个线程调用await方法告诉CyclicBarrier我已经到达了屏障然后当前线程被阻塞。上面第二个构造方法用于线程到达屏障时优先执行barrierAction。
Semaphore(信号量)是用来控制同时访问特定资源的线程数量通过协調各个线程,保证合理的使用公共资源Semaphore可以用于做流量控制,比如数据库连接
Semaphore(int permits)构造方法传入一个整形数字,表示可用的许可证数量仳如传入10,表示允许10个线程获取许可证即最大并发数是10。
用法:线程首先使用Semaphore的acquire()方法获取一个许可证使用完了之后调用release()方法归还许可證。
Exchanger是一个用于线程间协作的工具类用于进行线程间的数据交换。它提供一个同步点在这个同步点,两个线程可以交换彼此的数据兩个线程通过exchange方法交换数据,如果第一个线程先执行exchange()方法它会一直等待第二个线程也执行exchange()方法。当两个线程都达到了同步点这两个线程就可以交换数据。
注意:上面例子的两条结果可以互换顺序取决于CPU的调度。