常用Java线程同步工具类

前言

本篇简单介绍Android以及Java提供了的数据并发类。

什么是锁

并发锁分为两种，一种是悲观锁synchronized，认为所有的访问都存在竞争关系，所以直接在底层阻塞当前线程，竞争规则不可控，所以效率相对较低。

第二种是乐观锁：优先非竞争关系，例如首次访问，认为不存在竞争关系，所以只是标记该对象处于访问中，并未加锁，此时第二线程并发访问，认为当前访问者很快就会访问结束，所以原地等待（自旋锁），也并未上锁。乐观锁是上层实现，可控性好，使用得当，效率比悲观锁更高，但是等待时间过长，占用CPU的时间也较多，导致效率不佳。

ReentrantLock

ReentrantLock的是上层实现的乐观锁，内部维护了请求访问的线程队列，再细分为公平锁和非公平锁：

公平锁：每次访问都需要重新排队。
非公平锁：如果当前线程已经获得锁，再次申请直接允许，不会出现竞争。

CountDownLatch

乐观锁的一种，优点是可以自由控制上锁和解锁的时间。只可以使用一次：

// 构造参数表示需要countDown2次
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
// 等待countDown结束
latch.await();

// countDown调用两次，代码才会从await的位置继续运行
latch.countDown();
latch.countDown();

CountDownLatch的使用更适合类似倒计时的场景。

CyclicBarrier

乐观锁的一种，与CountDownLatch不同的是：可以反复使用：

// 构造函数表示等待的次数
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);
// 当await调用3次后，才会继续执行之后的代码
barrier.await();

CyclicBarrier的使用场景更适合类似等待的场景。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap的整体结构于HashMap类似，在Java 8以前采用：哈希表 + 链表的形式保存数据，采用分段锁（乐观锁，继承ReentrantLock）控制写入的并发。缺点在于节点Hash碰撞率高的时候，查找效率低下。

在Java 8 以后采用：哈希表 + （链表/红黑树）的形式保存数据。红黑树可以提高节点Hash碰撞高时，查找数据的效率。抛弃分段锁，直接使用synchronized控制单节点并发。获取数据无加锁，所以不保证获取的数据一定是最新的。

CopyOnWriteArrayList

采用写入时复制的方法解决并发问题：

数据写入时，拷贝一份当前数据，然后把新数据加入，最后把当前数据的指针指向新的数组。

并发锁使用synchronized。获取数据无加锁，所以不能保证获取的数据一定是最新的。

Collections工具

如果对于数据同步的要求必须是最新的，Java提供了Collections工具类对集合直接上锁，相当于对集合的所有的方法都上锁，以下是提供了Collections提供的方法：

synchronizedCollection
synchronizedSet
synchronizedNavigableMap
synchronizedCollection
synchronizedSet
synchronizedNavigableSet
synchronizedSortedSet
synchronizedList
synchronizedList
synchronizedMap
synchronizedSortedMap