Java的juc相关容器，工具，框架介绍

主要介绍Java相关并发容器，原子类，以及线程池框架

Java相关并发容器

• ConcurrentHashMap采用分段锁提升效率
• ConcurrentLinkedQueue非阻塞链表队列，采用CAS方式实现线程安全
• 阻塞队列，通过持有锁对象实现通知/等待的队列

JDK 7提供了7个阻塞队列，如下。

• ArrayBlockingQueue：一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
• LinkedBlockingQueue：一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
• PriorityBlockingQueue：一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
• DelayQueue：一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
• SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。
• LinkedTransferQueue：一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
• LinkedBlockingDeque：一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

比较常用的就是ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue以及SynchronousQueue，其他队列比较专用.

ArrayBlockingQueue对线程安全的控制

所有的阻塞队列实现基本上都会依托于等待/通知模型，基本会借助于锁做安全同步，Condition做等待通知。

原子操作

AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference等Atomic开头的原子操作，可以便捷的实现CAS操作

最常用的就是上面3个Atomic原子方法，比较常用的方法有

• incrementAndGet()增加1并返回原值
• compareAndSet(expect,update)原子方式进行设置，如果失败返回false，一般会自旋调用此方法来保证线程安全的设置值，如果返回false就更新expect值继续设置，incrementAndGet()方法实现就是如此。引用对象也可以这么玩。

最底层的CAS操作还是要Unsafe包进行本地方法调用。AtomicInteger的compareAndSet()方法如图

AtomicInteger的compareAndSet()方法

并发工具

CountDownLatch：允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。
CyclicBarrier：循环屏障，让一组线程到达一个屏障（同步点）被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才打开
Semaphore：信号量，用来控制同时访问特定资源的线程数量

CountDownLatch部分代码

很多并发工具都是依托于AQS实现，就像上面的CountDownLatch实现使用的是一个共享锁，每次调用都会将count减小1（tryReleaseShared()方法），一直到count减到0才释放同步状态，激活await()的等待线程以达到同步。

线程池技术

线程池:使用的队列都是阻塞队列，内层阻塞还是采用等待/通知模型

线程池主要处理流程

ThreadPoolExecutor执行execute方法主要流程。

• 如果当前运行的线程少于corePoolSize，则创建新线程来执行任务（注意，执行这一步骤 需要获取全局锁）。
• 如果运行的线程等于或多于corePoolSize，则将任务加入BlockingQueue。
• 如果无法将任务加入BlockingQueue（队列已满），则创建新的线程来处理任务（注意，执 行这一步骤需要获取全局锁）。
• 如果创建新线程将使当前运行的线程超出maximumPoolSize，任务将被拒绝，并调用 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法。

正确的理解好线程池的处理流程能够根据实际情况更好的配置参数

其他

理解了并发编程所面临的问题之后，使用并发工具可以更方便的解决通用问题以及安全的使用容器。