java多線程編程實踐

1、Concurrent In Java2011-3-延昭&陳汝烽Concurrent In Javaconcurrentl 供的集合=ConcurrentHashMapBlockingQueue_SynchronousQueueExchangerCopyOnWriteArrayOopyQnWHteArraySet_TimeUnit2._ThreadPoolExecutorServceL.ThreadPoolExecutor_ScheduledExecutorService_Executors_ExecutorCompletionService3._java.util.concurrent.loc

2、ks3.1_Lock_&_ReentrantLock3.2_ReadWriteLock_&_ReentrantReadWriteLock4.同步輔助類4 1 CountDownlatch4 2 CyclicBarrier4 3 Semaphoreconcurr所發(fā)包，讓你易于編寫并發(fā)程序。并發(fā)下我們經(jīng)常需要使用的基礎(chǔ)設(shè)施和解決 的問題有ThreadPool、Lock、管道、集合點、線程之間等待和喚醒、線程間數(shù)據(jù)傳輸、 共享資源訪問控制、并發(fā)線程之間的相互等待，等待。concurred供的工具能夠解決絕大部分的場景，還能提高程序吞吐量。現(xiàn)代的服務器多采用多核 CPU從而不同線程之間有可能真正地在

3、同時運行而不是cpu寸間切片。在處理大計算量的程序上要盡可能利用CPU；核特性，提高系統(tǒng)吞吐量。并發(fā)編程主要面臨三個問題：1如何讓多個線程同時為同一個任務工作（并發(fā)編程設(shè)計）2多個線程之間對共享資源的爭用。3多個線程之間如何相互合作、傳遞數(shù)據(jù)concurred是供的集合concurr向直接提供了標準集合的一些實現(xiàn)，在下面做簡單介紹。在大部分情況下可以使用它 們提供高并發(fā)環(huán)境下對集合訪問的吞吐量。ConcurrentHashMapMap勺一個并發(fā)實現(xiàn)。在多線程環(huán)境下，它具有很高的吞吐量和具備可靠的數(shù)據(jù)一致性。它支持 并發(fā)讀和一定程度的并發(fā)修改(默認161并發(fā)，可以通過構(gòu)造函數(shù)修改)。HashMa

4、p實現(xiàn)是非線程安全的，高并發(fā)下會ge3法常會死鎖，有白時候會表現(xiàn)為CPIM高不下。public V get(Object key) if (key = null)return getForNullKey();int hash = hash(key.hashCode();for (Entry e = tableindexFor(hash, table.length);e != null;e = e.next) Object k;if (e.hash = hash & (k = e.key) = key | key.equals(k) return e.value; return null; 在g

5、e臊作里面for環(huán)取對象的操作，由于高并發(fā)同時讀寫，砧循環(huán)的結(jié)果變得不可預知，所以有可能一直循環(huán)。所以高并發(fā)環(huán)境下盡量不要直接使用HashM ap寸系統(tǒng)造成的影響很難排除。和 Collections.synchronizedMap(new HashMap(.C)oncurrentHashMa講發(fā)的環(huán)境下有著更優(yōu)秀的吞吐量。因為 ConcurrentHashMap持寫并發(fā)，基本原理是內(nèi)部分段，分 段的數(shù)量決定著并發(fā)程度。通過 concurrencyLe源可以設(shè)置。如果你能預期并發(fā)數(shù)量那么設(shè) 置該參數(shù)可以獲取更優(yōu)吞吐量。另外為 ConcurrentHashMOpffi了 ：putIfAbsent(

6、K key, V value);boolean remove(Object key, Object value);boolean replace(K key, V oldValue, V newValue);replace(K key, V value);這四個一致性的操作方法。1.2BlockingQueueBlockingQueue了一個接口，繼承了Queu接口。Queue一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，意思是它的項以先入先出(FIFO順序存儲。BlockingQueu我們提供了一些多線程阻塞語義的方法，新增和重定義了一些方法插入:拋出異常返回的布爾值阻塞超時插入add(e)offer(e)put(e)of

7、fer(e,time, unit) _移除remove()pol()take：)poll(timie, unit) _檢查element()pet蟲()BlockingQueu線程安全的，非常適合多個生產(chǎn)者和多個消費者線程之間傳遞數(shù)據(jù)。形象地理解，BlockingQueue有很多格子的傳輸帶系統(tǒng)，不過當你(生產(chǎn)者)調(diào)用 pu昉法的 時候，如果有空閑的格子那么放入物體后立刻返回，如果沒有空閑格子那么一直處于等待狀態(tài)。ad昉法意味著如果沒有空閑格子系統(tǒng)就會報警，然后如果處理該報警則按照你的意愿。offe方法優(yōu)先于ad昉法，它通過返回tru或flaser告訴你是否放入成功。offe超時方法，如果不空

8、閑 的情況下，嘗試等待一段時間。BlockingQueue多實現(xiàn) ArrayBlockingQDelayQueLinkedBlockingDeque linkedBlockingQPeioeityBlockingQSynchronousQueue補充Dueue個雙向隊列，可以當做堆棧來使用。BlockingQueueThreadPool作為任務隊列來使用，用來保存沒有立刻執(zhí)行的工作任務對SynchronousQueueSychronousQ最iBlockingQueUe個實現(xiàn)，它看起來是一個隊列，但是其實沒有容量，是特定條件下的一個精簡實現(xiàn)。做個比喻，SychronousQueue就像一個接力

9、棒，現(xiàn)在有兩個運動員交棒者和接棒者（線程） 要做交接。在交接點，交棒者沒有交出之前是不能松開的（一種等待狀態(tài)），接棒者在接到棒之 前是必須等待。換一句話說不管誰先到交接點，必須處于等待狀態(tài)。在生產(chǎn)者和消費者模型中。如果生產(chǎn)者向SychronousQ遴ue pu臊作，直到有另外的消費者線程進行tak摭作時才能返回。對消費者也是一樣，tak操作會被阻塞，直到生產(chǎn)者 put在這種生產(chǎn)者利費者模型下，生產(chǎn)者和消費者是進行手對手傳遞產(chǎn)品，在消費者消費一個產(chǎn)品之 前，生產(chǎn)者必須處于等待狀態(tài)。它給我們提供了在線程之間交換單一元素的極輕量級方法, 并且具有阻塞語義。提示：上面舉例中有寫局限性。其實生產(chǎn)者和消費

10、者進程是可以任意數(shù)量的。M N。生產(chǎn)線程之間會對SychronousQueue爭用，消費者也是一樣。對SychronousQueue于其他語境中 會合通道或 連接點問題。它非常適合于傳遞性 設(shè)計，在這種設(shè)計中，在一個線程中運行的對象要將某些信息、事件或任務傳遞給在另 個線程中運行的對象，它就必須與該對象同步。Exchanger是SychronousQueue向?qū)崿F(xiàn)。用來伙伴線程間交互對象。Exchange甫旨在比如遺傳算法和管道設(shè)計中很有用。形象地說，就是兩個人在預定的地方交互物品，任何一方?jīng)]到之前都處于等待狀態(tài)。CopyOnWriteArrayLoptyOnWriteArraySet它們分別是Lis腰口和Se腰口的實現(xiàn)。正如類名所描述的那樣，當數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的時候，會 復制自身的內(nèi)容，來 保證一致性。大家都知道復制全部副本是非常昂貴的操作，看來這是一個非常不好的實現(xiàn)。事實上沒有最好和最差的方案，只有最合適的方案。一般情況下，處理多線程同步問題，我們傾向使用同步的ArrayList ，但同步也有其成本。那么在什么情況下使用 CopyOnWHteArrayLstCopyOnWriteArraySet 數(shù)據(jù)量小。 對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的修改是偶然發(fā)生的，相