• 几个常用类


    1. CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下,利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A,它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行,此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。

    2. CyclicBarrie: 字面意思回环栅栏,通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后,CyclicBarrier可以被重用。我们暂且把这个状态就叫做barrier,当调用await()方法之后,线程就处于barrier了。

    3. Semaphore翻译成字面意思为 信号量,Semaphore可以控同时访问的线程个数,通过 acquire() 获取一个许可,如果没有就等待,而 release() 释放一个许可。Semaphore其实和锁有点类似,它一般用于控制对某组资源的访问权限。

        假若一个工厂有5台机器,但是有8个工人,一台机器同时只能被一个工人使用,只有使用完了,其他工人才能继续使用。那么我们就可以通过Semaphore来实现:    

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            int N = 8;            //工人数
            Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //机器数目
            for(int i=0;i<N;i++)
                new Worker(i,semaphore).start();
        }
         
        static class Worker extends Thread{
            private int num;
            private Semaphore semaphore;
            public Worker(int num,Semaphore semaphore){
                this.num = num;
                this.semaphore = semaphore;
            }
             
            @Override
            public void run() {
                try {
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println("工人"+this.num+"占用一个机器在生产...");
                    Thread.sleep(2000);
                    System.out.println("工人"+this.num+"释放出机器");
                    semaphore.release();           
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
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     4.  抛弃实现上的区别 先从需求上说 首先 synchronized关键字没办法中断申请独占前的阻塞

          JDK5新追加的JUC解决了这个问题(当然不是只解决这一个问题)

          lock -> 调用后一直阻塞到获得锁

          tryLock -> 尝试是否能获得锁 如果不能获得立即返回

          lockInterruptibly -> 调用后一直阻塞到获得锁 但是接受中断信号(题主用过Thread#sleep吧)

    5. 常见阻塞队列,主要有以下几个:

      ArrayBlockingQueue:基于数组实现的一个阻塞队列,在创建ArrayBlockingQueue对象时必须制定容量大小。并且可以指定公平性与非公平性,默认情况下为非公平的,即不保证等待时间最长的队列最优先能够访问队列。

         LinkedBlockingQueue:基于链表实现的一个阻塞队列,在创建LinkedBlockingQueue对象时如果不指定容量大小,则默认大小为Integer.MAX_VALUE。

         PriorityBlockingQueue:以上2种队列都是先进先出队列,而PriorityBlockingQueue却不是,它会按照元素的优先级对元素进行排序,按照优先级顺序出队,每次出队的元素都是优先级最高的元素。注意,此阻塞队列为

                                                无界阻塞队列,即容量没有上限(通过源码就可以知道,它没有容器满的信号标志),前面2种都是有界队列。

     DelayQueue:基于PriorityQueue,一种延时阻塞队列,DelayQueue中的元素只有当其指定的延迟时间到了,才能够从队列中获取到该元素。DelayQueue也是一个无界队列,因此往队列中插入数据的操作(生产者)

                               永远不会被阻塞,而只有获取数据的操作(消费者)才会被阻塞。

    6. 阻塞队列中的方法 VS 非阻塞队列中的方法

        1). 非阻塞队列中的几个主要方法:

      add(E e):将元素e插入到队列末尾,如果插入成功,则返回true;如果插入失败(即队列已满),则会抛出异常;

      remove():移除队首元素,若移除成功,则返回true;如果移除失败(队列为空),则会抛出异常;

      offer(E e):将元素e插入到队列末尾,如果插入成功,则返回true;如果插入失败(即队列已满),则返回false;

      poll():移除并获取队首元素,若成功,则返回队首元素;否则返回null;

      peek():获取队首元素,若成功,则返回队首元素;否则返回null.。

       对于非阻塞队列,一般情况下建议使用offer、poll和peek三个方法,不建议使用add和remove方法。因为使用offer、poll和peek三个方法可以通过返回值判断操作成功与否,而使用add和remove方法却不能达到这样的效果。注意,非阻塞队列中的方法都没有进行同步措施。

        2).阻塞队列中的几个主要方法:

     阻塞队列包括了非阻塞队列中的大部分方法,上面列举的5个方法在阻塞队列中都存在,但是要注意这5个方法在阻塞队列中都进行了同步措施。除此之外,阻塞队列提供了另外4个非常有用的方法:

      put(E e)

      take()

      offer(E e,long timeout, TimeUnit unit)

      poll(long timeout, TimeUnit unit)

      

      put方法用来向队尾存入元素,如果队列满,则等待;

      take方法用来从队首取元素,如果队列为空,则等待;

      offer方法用来向队尾存入元素,如果队列满,则等待一定的时间,当时间期限达到时,如果还没有插入成功,则返回false;否则返回true;

      poll方法用来从队首取元素,如果队列空,则等待一定的时间,当时间期限达到时,如果取到,则返回null;否则返回取得的元素;

    7. 阻塞队列的实现原理

        1). 从put方法的实现可以看出,它先获取了锁,并且获取的是可中断锁,然后判断当前元素个数是否等于数组的长度,如果相等,则调用notFull.await()进行等待,如果捕获到中断异常,则唤醒线程并抛出异常。

             当被其他线程唤醒时,通过insert(e)方法插入元素,最后解锁。

             我们看一下insert方法的实现:它是一个private方法,插入成功后,通过notEmpty唤醒正在等待取元素的线程。

        2). take()方法的实现,跟put方法实现很类似,只不过put方法等待的是notFull信号,而take方法等待的是notEmpty信号。在take方法中,如果可以取元素,则通过extract方法取得元素,下面是extract方法的实现:

             跟insert方法也很类似。其实从这里大家应该明白了阻塞队列的实现原理,事实它和我们用Object.wait()、Object.notify()和非阻塞队列实现生产者-消费者的思路类似,只不过它把这些工作一起集成到了阻塞队列中实现。

             参见:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932906.html

        3). 通过count判断什么时候加锁。count等于队列长度的时候,put阻塞;count等于0的时候,take()阻塞

    8. wait()、notify()和notifyAll()是Object类中的方法:

        从这三个方法的文字描述可以知道以下几点信息:

      1)wait()、notify()和notifyAll()方法是本地方法,并且为final方法,无法被重写。

      2)调用某个对象的wait()方法能让当前线程阻塞,并且当前线程必须拥有此对象的monitor(即锁)

      3)调用某个对象的notify()方法能够唤醒一个正在等待这个对象的monitor的线程,如果有多个线程都在等待这个对象的monitor,则只能唤醒其中一个线程;

      4)调用notifyAll()方法能够唤醒所有正在等待这个对象的monitor的线程;

        上面已经提到,如果调用某个对象的wait()方法,当前线程必须拥有这个对象的monitor(即锁),因此调用wait()方法必须在同步块或者同步方法中进行(synchronized块或者synchronized方法)。

      调用某个对象的wait()方法,相当于让当前线程交出此对象的monitor,然后进入等待状态,等待后续再次获得此对象的锁(Thread类中的sleep方法使当前线程暂停执行一段时间,从而让其他线程有机会继续执行,但它并不释放对象锁);

      notify()方法能够唤醒一个正在等待该对象的monitor的线程,当有多个线程都在等待该对象的monitor的话,则只能唤醒其中一个线程,具体唤醒哪个线程则不得而知。

      同样地,调用某个对象的notify()方法,当前线程也必须拥有这个对象的monitor,因此调用notify()方法必须在同步块或者同步方法中进行(synchronized块或者synchronized方法)。

      nofityAll()方法能够唤醒所有正在等待该对象的monitor的线程,这一点与notify()方法是不同的。

      这里要注意一点:notify()和notifyAll()方法只是唤醒等待该对象的monitor的线程,并不决定哪个线程能够获取到monitor。

         上面尤其要注意一点,一个线程被唤醒不代表立即获取了对象的monitor,只有等调用完notify()或者notifyAll()并退出synchronized块,释放对象锁后,其余线程才可获得锁执行。

    9. Condition是在java 1.5中才出现的,它用来替代传统的Object的wait()、notify()实现线程间的协作,相比使用Object的wait()、notify(),使用Condition1的await()、signal()这种方式实现线程间协作更加安全和高效。

        因此通常来说比较推荐使用Condition,在阻塞队列那一篇博文中就讲述到了,阻塞队列实际上是使用了Condition来模拟线程间协作。

    • Condition是个接口,基本的方法就是await()和signal()方法;

    • Condition依赖于Lock接口,生成一个Condition的基本代码是lock.newCondition() 

    •  调用Condition的await()和signal()方法,都必须在lock保护之内,就是说必须在lock.lock()和lock.unlock之间才可以使用

      Conditon中的await()对应Object的wait();

      Condition中的signal()对应Object的notify();

      Condition中的signalAll()对应Object的notifyAll()。

    10. Condition 用法:       

    public class Test {
        private int queueSize = 10;
        private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);
        private Lock lock = new ReentrantLock();
        private Condition notFull = lock.newCondition();
        private Condition notEmpty = lock.newCondition();
         
        public static void main(String[] args)  {
            Test test = new Test();
            Producer producer = test.new Producer();
            Consumer consumer = test.new Consumer();
              
            producer.start();
            consumer.start();
        }
          
        class Consumer extends Thread{
              
            @Override
            public void run() {
                consume();
            }
              
            private void consume() {
                while(true){
                    lock.lock();
                    try {
                        while(queue.size() == 0){
                            try {
                                System.out.println("队列空,等待数据");
                                notEmpty.await();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        }
                        queue.poll();                //每次移走队首元素
                        notFull.signal();
                        System.out.println("从队列取走一个元素,队列剩余"+queue.size()+"个元素");
                    } finally{
                        lock.unlock();
                    }
                }
            }
        }
          
        class Producer extends Thread{
              
            @Override
            public void run() {
                produce();
            }
              
            private void produce() {
                while(true){
                    lock.lock();
                    try {
                        while(queue.size() == queueSize){
                            try {
                                System.out.println("队列满,等待有空余空间");
                                notFull.await();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        }
                        queue.offer(1);        //每次插入一个元素
                        notEmpty.signal();
                        System.out.println("向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:"+(queueSize-queue.size()));
                    } finally{
                        lock.unlock();
                    }
                }
            }
        }
    }
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    11.  Timer和TimerTask:

           对于fixUp和fixDown方法来讲,前者是当新增一个task的时候,首先将元素放在队列的尾部,然后向前找是否有比自己还要晚执行的任务,如果有,就将两个任务的顺序进行交换一下。而fixDown正好相反,执行完第一个任务后,

           需要加上一个时间片得到下一次执行时间,从而需要将其顺序与后面的任务进行对比下。 

        Timer和TimerTask的简单组合是多线程的嘛?不是,一个Timer内部包装了“一个Thread”和“一个Task”队列,这个队列按照一定的方式将任务排队处理,包含的线程在Timer的构造方法调用时被启动,这个Thread的run方法无限循环

           这个Task队列,若队列为空且没发生cancel操作,此时会一直等待,如果等待完成后,队列还是为空,则认为发生了cancel从而跳出死循环,结束任务;循环中如果发现任务需要执行的时间小于系统时间,则需要执行,那么根据

           任务的时间片从新计算下次执行时间,若时间片为0代表只执行一次,则直接移除队列即可。

    12.  装饰者模式: 参见:https://blog.csdn.net/qq_32101859/article/details/50733543

    13. Collections类是一个工具提供类,注意,它和Collection不同,Collection是一个顶层的接口。在Collections类中提供了大量的方法,比如对集合或者容器进行排序、查找等操作。最重要的是,在它里面提供了几个静态工厂方法来创建同步容器类:

          Collections.SynchronizedList………………

    14. Thread 成员变量:ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;  ThreadLocalMap 内部有一个数组,整体类似于HashMap; 可以利用它存储多值。

           set(Value) 方法的调用者是各一个 ThreadLocal 对象,它设置值时,key为 当前 ThreadLocal 对象,value为设置的值。   因为每个Thread 的成员变量 ThreadLocalMap  不同,所以设置的值存储在不同的 Thread 下的 ThreadLocalMap中。

           因为每个Thread 的成员变量 ThreadLocalMap  不同,所以,每个线程根据 相同key值获取对象的时候,获取到的值也是不同的。

           参见:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920407.html

    15. 解决并发数据问题:乐观锁

        

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