jdk并发包里常用的类

资料

并发编程：Concurrent 用户指南 ( 上 )
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ConcurrentHashMap

是线程安全的。

Put方法，首先是对key.hashCode进行hash操作，得到hash值。然后获取对应的segment对象，接着调用Segment对象的put方法完成当前操作。当调用put方法时，首先lock操作，完成操作后再释放锁。

http://ifeve.com/concurrenthashmap/

Semaphore

可以控制某资源同时被访问的个数。例如连接池中通常要控制创建连接的个数。

tryAcquire方法，获得锁
release方法，释放锁
CountdownLatch

闭锁，确保一个服务不会开始，直到它依赖的其他服务都已近开始，它允许一个或多个线程，等待一个事件集的发生。通过减计数的方式，控制多个线程同时开始某个动作。当计数为0时，await后的代码才会被执行。提供await（）和countDown（）两个方法。
CyclicBarrier

cyclicBarrier中的await方法会对count值减1，并阻塞当前线程（java.util.concurrent.locks.Condition.await()），如果count==0时先执行CyclicBarrier内部的Runnable任务（java.lang.Runnable.run()），然后唤醒所有阻塞的线程（java.util.concurrent.locks.Condition.signalAll()），count恢复初始值（可以进入下一轮循环）。

与CountdownLatch不同的是，它可以循环重用。

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class TestCyclicBarrier {private static final int THREAD_NUM = 5;public static class WorkerThread implements Runnable {CyclicBarrier barrier;public WorkerThread(CyclicBarrier b){this.barrier = b;}@Overridepublic void run() {try {System.out.println("Worker's waiting");// 线程在这里等待，直到所有线程都到达barrier。barrier.await();System.out.println("ID:" + Thread.currentThread().getId() + " Working");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args) {CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(THREAD_NUM, new Runnable() {// 当所有线程到达barrier时执行@Overridepublic void run() {System.out.println("Inside Barrier");}});for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(new WorkerThread(cb)).start();}}}

结果：

Worker's waiting
Worker's waiting
Worker's waiting
Worker's waiting
Worker's waiting
Inside Barrier
ID:13 Working
ID:9 Working
ID:12 Working
ID:11 Working
ID:10 Working
Worker's waiting
Worker's waiting
Worker's waiting
Worker's waiting
Worker's waiting
Inside Barrier
ID:18 Working
ID:14 Working
ID:16 Working
ID:15 Working
ID:17 Working

AtomicInteger

原子操作，线程安全。之前如果多线程累计计数，需要通过锁控制。 IncrementAndGet方法，关键是调用了compareAndSwap方法，是native方法，基于cpu的CAS原语来实现的。简单原理是由cpu比较内存位置上的值是否为当前值，如果是换成新值，否则返回false
ThreadPoolExecutor

提供线程池服务，ThreadPoolExecutor（int corePoolSize, int maximumPoolSize,long keepAliveTime, TimeUnit unit,BlockingQueue workQueue,RejectedExecutionHandler handler）

corePoolSize： 线程池维护线程的最少数量
maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量
keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间
unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
workQueue： 线程池所使用的缓冲队列
handler： 线程池对拒绝任务的处理策略

block queue有以下几种实现：
1. ArrayBlockingQueue：有界的数组队列
2. LinkedBlockingQueue：可支持有界、无界的队列，使用链表实现
3. PriorityBlockingQueue：优先队列，可对任务排序
4. SynchronousQueue：队列长度为1的队列，和Array有点区别就是：client 线程提交到 block queue会是一个阻塞过程，直到有一个消费线程连接上来poll taskRejectExecutionHandler是针对任务无法处理时的一些自我保护处理：
1.  Reject 直接抛出Reject exception
2.  Discard 直接忽略该runnable，不建议使用
3.  DiscardOldest 丢弃最早入队列的任务
4.  CallerRuns 直接让原先的client thread做为消费线程，象同步调用方式一样，自己来执行。

如何确定最大线程数？

确定线程数首先需要考虑到系统可用的处理器核心数：

Runtime.getRuntime().availableProcessors(); 应用程序最小线程数应该等于可用的处理器核数。

如果所有的任务都是计算密集型的，则创建处理器可用核心数这么多个线程就可以了，这样已经充分利用了处理器，也就是让它以最大火力不停进行计算。创建更多的线程对于程序性能反而是不利的，因为多个线程间频繁进行上下文切换对于程序性能损耗较大。

如果任务都是IO密集型的，那我们就需要创建比处理器核心数大几倍数量的线程。为何？当一个任务执行IO操作时，线程将被阻塞，于是处理器可以立即进行上下文切换以便处理其他就绪线程。如果我们只有处理器核心数那么多个线程的话，即使有待执行的任务也无法调度处理了。

因此，线程数与我们每个任务处于阻塞状态的时间比例相关。加入任务有50%时间处于阻塞状态，那程序所需线程数是处理器核心数的两倍。我们可以计算出程序所需的线程数，公式如下：

线程数=CPU可用核心数/（1 - 阻塞系数），其中阻塞系数在在0到1范围内。

计算密集型程序的阻塞系数为0，IO密集型程序的阻塞系数接近1。确定阻塞系数，我们可以先试着猜测，或者采用一些性能分析工具或java.lang.management API 来确定线程花在系统IO上的时间与CPU密集任务所耗的时间比值。

Executors

工具类，提供大量管理线程执行器的工厂方法。

newFixedThreadPool(int) ,创建固定大小的线程池

newSingleThreadPool(),创建大小为1的线程池,同一时刻执行的task只有一个，其它的都放在阻塞队列中。

newScheduledThreadPool(int),适用于一些需要定时或延迟的任务。与Timer的区别： Timer是单线程，一旦一个task执行慢，将会影响其它任务。另外如果抛出异常，其它任务也不再执行。 ScheduledThreadPoolExecutor可执行callable的task，执行完毕后得到执行结果。任务队列是基于DelayedWorkQueue实现，将有新task加入时，会按执行时间排序。
FutureTask

用于异步获取执行结果或取消执行任务。通过传入Callable给FutureTask，直接调用run方法执行，之后可以通过FutureTask的get异步方法获得执行结果。FutureTask即使多次调用了run方法，它只会执行一次Callable任务，当然也可以通过cancel来取消执行。《分布式java应用》P158
ArrayBlockingQueue

基于数组、先进先出、线程安全的集合
CopyOnWriteArrayList

线程安全，读操作时无锁的ArrayList。每次新增一个对象时，会将创建一个新的数组（长度+1），将之前的数组中的内容复制到新的数组中，并将新增的对象放入数组末尾。最后做引用切换。
CopyOnWriteArraySet

与上面的类似，无非在add时，会调用addIfAbsent，由于每次add时都要进行数组遍历，因此性能会略低于CopyOnWriteArrayList
ReentrantLock

单锁。控制并发的，和synchronized达到的效果是一致的。 Lock方法，借助于CAS机制来控制锁。 Unlock方法，释放锁
ReentrantReadWriteLock

与ReentrantLock没有任何继承关系，提供了读锁和写锁，在读多写少的场景中大幅度提升性能。

持有读锁时，不能直接调用写锁的lock方法
持有写锁时，其他线程的读或写都会被阻塞。

ReentrantReadWriteLock lock=new ReentrantReadWriteLock(); WriteLock writeLock=lock.writeLock(); ReadLock readLock=lock.readLock(); 《分布式java应用》P165
如何避免死锁

1.制定锁的顺序，来避免死锁（先A后B，避免A->B和B->A同时存在）；

2.尝试使用定时锁（lock.tryLock(timeout)）

3.在持有锁的方法中进行其他方法的调用，尽量使用开放调用（当调用方法不需要持有锁时，叫做开放调用）

4.减少锁的持有时间、减小锁代码块的粒度。

汇总

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