20240619－James-快速鸟瞰并发编程, 呕心沥血整理的架构技术(第3篇)(1)

其实 功能接口如下

接口	描述
Runnable	run()方法没有返回值。
Callable	call方法有返回值。

Future

Future是对于具体的Runnable任务或Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。必要时可以通过get方法获取执行结果，该方法会阻塞直到任务返回结果。

ExecutorService使用Future作为返回类型。

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future future = executorService.submit(() -> “结果”);
try {
String result = future.get(1L, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println(“结果为 '” + result + “'.”);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
throw new RuntimeException(e);
} catch (ExecutionException e) {
throw new RuntimeException(e.getCause());
} catch (TimeoutException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
assert future.isDone();

ReentrantLock锁

该java.util.concurrent.locks软件包括了经常使用到的Lock接口。ReentrantLock类其实也实现了synchronized关键字的功能，还提供了其它功能，例如获取有关锁的状态，非阻塞tryLock()和可中断锁的信息。使用显式ReentrantLock的示例如下：

class JamesCounter {
private final Lock lock = new ReentrantLock();
private int value;

int increment() {
lock.lock();
try {
return ++value;
} finally {
lock.unlock();
}
}
}

ReadWriteLock读写锁

java.util.concurrent.locks还包含一个ReadWriteLock接口（ReentrantReadWriteLock实现），读写锁，通常允许多个并发读取，但只允许一个写入。

class JamesStatistic {
private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
private int value;

void increment() {
lock.writeLock().lock();
try {
value++;
} finally {
lock.writeLock().unlock();
}
}

int current() {
lock.readLock().lock();
try {
return value;
} finally {
lock.readLock().unlock();
}
}
}

CountDownLatch工具

CountDownLatch主要用过计数，比如开项目大会，项目经理在会议室门口，有5个程序员A B C D E（相当于5个线程）分别来会议室开会，项目经理手写拿了一份会议人员名单，程序员A进入了会议室后，项目经理把A名单打个勾表示来了（相当于创建了线程A），B进会议室后，在名单上把B也打勾（相当于创建了线程B），但请注意，人没到齐， A,B程序员只能在座位上等待（线程全在等待阻塞中），还不能开会，等5个程序员都到齐了，才开会（5个线程同时被唤醒，开始工作）。

@SpringBootTest(classes = TripApplication.class)
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
public class JamesTestInvokeRemote {

private static final int THREADS = 200; //200线程模拟用户提交并发

RestTemplate rest = new RestTemplate();

private final String url = “http://127.0.0.1:8090/buyTicket?idcard=123456”;

private static CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(THREADS);//200

@Test
public void TestInvoke() throws InterruptedException {
for(int i = 0; i < THREADS; i++){
new Thread(new TicketRequest()).start();//模拟5个程序员陆陆续续进门
}
}
public class JamesTicketRequest implements Runnable{

@Override
public void run() {
cdl.countDown();//项目经理的名单上勾掉一个，其实就是减1
try {
cdl.await();//所有程序员末到位前，都在椅子上等待（所有线程等待），直到 //cdl.countDown()减为0时唤醒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//5个线程同时（并发请求）执行业务逻辑
String str = rest.getForEntity(url, String.class).getBody();//并发同时请求
System.out.println(str);
}
}

}

并发知识汇总

集合线程安全的最简单方法就是使用Collections#synchronized锁定方法。由于此解决方案在高并发场景下表现不佳，因此java.util.concurrent提供了针对并发使用进行了优化的各种数据结构。

List集合

实现	描述
CopyOnWriteArrayList	它提供了写时复制语义，其中数据结构的每次修改都会产生新的数据内部副本（因为写入非常昂贵，而读取却很便宜）。

Maps集合

实现	描述
ConcurrentHashMap	它通常充当一个分段哈希表。通常，读取操作不会阻塞并可以看到最近一次完成的写操作结果。第一个节点的写入仅通过对其进行CAS操作（比较和设置）来执行，而其他写入需要加锁。
ConcurrentSkipListMap	它提供支持高并发访问，有点类似于TreeMap。多个线程可以在没有竞争的情况下从Map读取和写入，前提是只要它们不修改Map的相同部分即可。

Set集合

实现	描述
CopyOnWriteArraySet	CopyOnWriteArrayList与之类似，它使用copy-on-write来实现Set接口。
ConcurrentSkipListSet	与之类似ConcurrentSkipListMap，最顶层实现了Set接口。

Queue队列

队列其实是充当了“生产者”和“消费者”之间的管道。换句话来说就是个“先进先出”（FIFO）顺序而以。BlockingQueue接口扩展Queue，提供永久阻塞或按指定的时间段进行阻塞的方法，它的等待条件会因另一个线程的操作而发生改变。

实现	描述
ConcurrentLinkedQueue	链表方式，支持的无限制非阻塞队列。
LinkedBlockingQueue	链表方式，支持可选择性的绑定阻塞队列。
PriorityBlockingQueue	堆方式，支持无界阻塞队列。根据Comparator与队列关联的顺序（而不是FIFO顺序），按顺序从队列中删除项目。
DelayQueue	是一个无界的BlockingQueue，主要用于放置实现了Delayed接口的对象，且对象只能在其到期时才能从队列中拿走。这种队列是有序的，即队头对象的延迟到期时间最长。
SynchronousQueue	队列的长度为0，SynchronousQueue是这样一种阻塞队列,其中每个 put 必须等待一个 take。当在线程之间传输数据时是非常有用的。

花了几天时间总算写完了，希望对大家有帮助。看完这篇大家至少要对多线程的一些常用工具类要有所了解。

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