java多线程：jdk并发包的总结（转载）

时间：2024-04-06 18:33:42

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1、java 高并发包所采用的几个机制(CAS，volatile，抽象队列同步)

CAS（乐观操作），jdk5以前采用synchronized，对共享区域进行同步操作，synchronized是重的操作，在高并发情况下，会引起线程频繁切换；而CAS是一种乐观锁机制，compare and swap,不加锁，而是假设没有冲突去完成，若有冲突会重试（非阻塞）。compare&swap是原子操作，基于CPU的原语操作。

volatile（变量的可见性），VM阻止volatile变量的值放入处理器的寄存器，在写入值以后会被从处理器的cache中flush掉，写到内存中去，这样其他线程都可以立刻看到该变量的变化。

AQS,抽象队列同步器（原子性操作状态同步位、有序队列、阻塞唤醒进程）

获取锁：首先判断当前状态是否允许获取锁，如果是就获取锁，否则就阻塞操作或者获取失败，也就是说如果是独占锁就可能阻塞，如果是共享锁就可能失败。另外如果是阻塞线程，那么线程就需要进入阻塞队列。当状态位允许获取锁时就修改状态，并且如果进了队列就从队列中移除。

释放锁:这个过程就是修改状态位，如果有线程因为状态位阻塞的话就唤醒队列中的一个或者更多线程。

2、锁相关：

Semaphere,控制某资源同时被访问的个数的类

在许可可用前会阻塞每一个 acquire()，然后再获取该许可。每个 release() 添加一个许可，从而可能释放一个正在阻塞的获取者

Semaphore position=new Semaphore(2);

position.acquire(); //阻塞，直到等待的当前的个数少于2个

position.release()

CountDownLatch,一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。

CountDownLatch end = new CountDownLatch(10);

end.countDown();  10次

end.wait阻塞直到end.countDown();  10次

CyclicBarrier,一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);barrier.await（）//三次

ReentrantLock,控制并发资源，功能上等同于synchronize

ReentrantLock  lock=new ReentrantLock();

lock.lock();

lock.unlock

Condition,在同一个锁的情况下，根据不同的情况执行等待和唤醒动作，类似于object.wait、notify操作

Condition cond=ReentrantLock.newCondition();

cond.await();

cond.signal();

ReentrantReadWriteLock,

读写锁--ReadWriteLock接口及其实现类ReentrantReadWriteLock

ReentrantReadWriteLock中定义了2个内部 类, ReentrantReadWriteLock.ReadLock和ReentrantReadWriteLock.WriteLock, 分别用来代表读取锁和写入锁. ReentrantReadWriteLock对象提供了readLock()和writeLock()方法, 用于获取读取锁和写入锁.

  • 读取锁允许多个reader线程同时持有, 而写入锁最多只能有一个writter线程持有.
  • 读写锁的使用场合: 读取共享数据的频率远大于修改共享数据的频率. 在上述场合下, 使用读写锁控制共享资源的访问, 可以提高并发性能.
  • 如果一个线程已经持有了写入锁, 则可以再持有读写锁. 相反, 如果一个线程已经持有了读取锁, 则在释放该读取锁之前, 不能再持有写入锁.
  • 在多线程环境中，读锁和写锁是相互排斥的，一个lock不可能同时拥有读锁和写锁.

3、并发容器：

1)非并发包中的集合容器，

Collection
|---List
|--ArryList,Vector(thread safe),Linklist
|--Set
|---HashSet
|---Map
         |----HashMap（数组，每个元素是hashentry，利用哈希，定位对象存储的位置index，便于快速定位对象；hash冲突的解决采用链表结构存储）

|----HashTable(thread safe)

2)并发包中的线程安全的集合容器

ConcurrentMap（ 线程安全的hashMap），默认16个segment的数组，每个segment中实现就是hashMap了，通过hash定位segment。put 操作是在segment层上加锁的，这样可以减少并发的冲突；读操作大多数情况下无锁操作（仅仅找到的hashentry对应的对象为null时，有锁操 作）。

CopyOnWriteArrayList,线程安全，读操作时无锁的ArrayList；在写时，copy一个ArrayList，写完成后，指针指向新的对象。

CopyOnWriteArraySet,基于CopyOnWriteArrayList实现。

ArrayBlockQueue,基于数组，FIFO,线程安全的集合类，容量可以限制。

4、线程池：

Thread,Runable,

Callable,Future(可携带结果的任务)

Executor

   |---ExecutorService
          |---ThreadpoolExecutor  线程池执行Runnable
 Future    future=ThreadpoolExecutor.submit(Runnable run)
                future.cancel();

Executors,提供创建ThreadpoolExecutor的工厂类，提供几种创建方法

FutureTask,主要用于异步取得执行结果和取消执行任务，Runnable

Callable callable=new Callable();

FutureTask task=new FutureTask(callable)

task.run();

task.get();

task.cancel();

线程中断,interrupt()不会中断正在执行的线程，只是将线程的标志位设置成true。但是如果线程在调用 sleep(),join(),wait()方法时线程被中断，则这些方法会抛出InterruptedException，在catch块中捕获到这个 异常时，线程的中断标志位已经被设置成false了，因此在此catch块中调用 t.isInterrupted(),Thread.interrupted()始终都为false, 而t.isInterrupted与 Thread.interrupted()的区别是API中已经说明很明显了,Thread.interrupted()假如当前的中断标志为true， 则调完后会将中断标志位设置成false

有些内容待细化和补充....

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