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Java并发包总结


 

   

  1、CyclicBarrier

  一个同步辅助类,允许一组线程相互等待,直到这组线程都到达某个公共屏障点。该barrier在释放等待线程后可以重用,因此称为循环的barrier。

  来个示例:

  [java]

  package test;

  import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

  import java.util.concurrent.ExecutorService;

  import java.util.concurrent.Executors;

  public class Recipes_CyclicBarrier {

  public static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(10);

  public static void main(String[] args){

  ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();//FixedThreadPool(10);

  for(int i=1;i<=10;i++){

  executor.submit(new Thread(new Runner(i+"号选手")));

  }

  executor.shutdown();

  }

  }

  class Runner implements Runnable{

  private String name;

  public Runner(String name){

  this.name = name;

  }

  @Override

  public void run() {

  System.out.println(name + "准备好了。");

  try {

  Recipes_CyclicBarrier.barrier.await(); //此处就是公共屏障点,所有线程到达之后,会释放所有等待的线程

  } catch (Exception e) {

  }

  System.out.println(name + "起跑!");

  }

  }

  2、CountDownLatch

  CountDownLatch和CyclicBarrier有点类似,但是还是有些区别的。CountDownLatch也是一个同步辅助类,它允许一个或者多个线程一直等待,直到正在其他线程中执行的操作完成。它是等待正在其他线程中执行的操作,并不是线程之间相互等待。CountDownLatch初始化时需要给定一个计数值,每个线程执行完之后,必须调用countDown()方法使计数值减1,直到计数值为0,此时等待的线程才会释放。

  来个示例:

  [java]

  package test;

  import java.util.concurrent.CountDownLatch;

  import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

  import java.util.concurrent.ExecutorService;

  import java.util.concurrent.Executors;

  public class CountDownLatchDemo {

  public static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);//初始化计数值

  public static void main(String[] args){

  ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();//FixedThreadPool(10);

  for(int i=1;i<=10;i++){

  executor.submit(new Thread(new Runner1(i+"号选手")));

  }

  executor.shutdown();

  }

  }

  class Runner1 implements Runnable{

  private String name;

  public Runner1(String name){

  this.name = name;

  }

  @Override

  public void run() {

  System.out.println(name + "准备好了。");

  CountDownLatchDemo.countDownLatch.countDown(); //计数值减1

  try {

  CountDownLatchDemo.countDownLatch.await();

  } catch (Exception e) {

  }

  System.out.println(name + "起跑!");

  }

  }

  3、CopyOnWriteArrayList & CopyOnWriteArraySet

  CopyOnWriteArrayList & CopyOnWriteArraySet是并发容器,适合读多写少的场景,如网站的黑白名单设置。缺点是内存占用大,数据一致性的问题,CopyOnWrite容器只能保证数据最终的一致性,不能保证数据实时一致性。鉴于它的这些缺点,可以使用ConcurrentHashMap容器。

  实现原理:新增到容器的数据会放到一个新的容器中,然后将原容器的引用指向新容器,旧容器也会存在,因此会有两个容器占用内存。我们也可以用同样的方式实现自己的CopyOnWriteMap。

  4、ConcurrentHashMap

  ConcurrentHashMap同样是一个并发容器,将同步粒度最小化。

  实现原理:ConcurrentHashMap默认是由16个Segment组成,每个Segment由多个Hashtable组成,数据变更需要经过两次哈希算法,第一次哈希定位到Segment,第二次哈希定位到Segment下的Hashtable,容器只会将单个Segment锁住,然后操作Segment下的Hashtable,多个Segment之间不受影响。如果需要扩容不是对Segment扩容而是对Segment下的Hashtable扩容。虽然经过两次哈希算法会使效率降低,但是比锁住整个容器效率要高得多。

  5、BlockingQueue

  BlockingQueue只是一个接口,它的实现类有ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue、DelayQueue、LinkedBlockingDeque。

  ArrayBlockingQueue:由数据支持的有界阻塞队列。

  LinkedBlockingQueue:基于链接节点、范围任意的阻塞队列。

  PriorityBlockingQueue:无界阻塞队列。

  SynchronousQueue:一种阻塞队列,其中每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作。

  DelayQueue:Delayed元素的一个无界阻塞队列。

  LinkedBlockingDeque:基于链接节点、范围任意的双端阻塞队列,可以在队列的两端添加、移除元素。

  6、Lock

  Lock分为公平锁和非公平锁,默认是非公平锁。实现类有ReetrantLock、ReetrantReadWriteLock,都依赖于AbstractQueuedSynchronizer抽象类。ReetrantLock将所有Lock接口的操作都委派到Sync类上,Sync有两个子类:NonFairSync和FaiSync,通过其命名就能知道分别处理非公平锁和公平锁的。AbstractQueuedSynchronizer把所有请求构成一个CLH队列,这里是一个虚拟队列,当有线程竞争锁时,该线程会首先尝试是否能获取锁,这种做法对于在队列中等待的线程来说是非公平的,如果有线程正在Running,那么通过循环的CAS操作将此线程增加到队尾,直至添加成功。

  7、Atomic包

  Atomic包下的类实现了原子操作,有对基本类型如int、long、boolean实现原子操作的类:AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean,如果需要对一个对象进行原子操作,也有对对象引用进行原子操作的AtomicReference类,还有对对象数组操作的原子类:AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray。原子操作核心思想是CAS操作,然后调用底层操作系统指令来实现。