Concurrent包是jdk1.5所提供的一个针对高并发进行编程的包。
1.阻塞式队列 - BlockingQueue
遵循先进先出(FIFO)的原则。阻塞式队列本身使用的时候是需要指定界限的。
在生产者消费者模型中,生产数据和消费数据的速率不一致,如果生产数据速度快一些,消费(处理)不过来,就会导致数据丢失。这时候我们就可以应用上阻塞队列来解决这个问题。
ArrayBlockingQueue - 阻塞式顺序队列
底层是基于数组来进行存储,使用的时候需要指定一个容量,容量指定之后不可改变。--- 生产 - 消费模型
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 这个队列在创建的时候需要指定容量,容量在指定之后不可变 ArrayBlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(5); // 添加队列 queue.add("a"); queue.add("b"); queue.add("c"); queue.add("d"); queue.add("e"); // 如果队列已满,则抛出异常 - IllegalStateException // queue.add("a"); // 返回值标记元素是否成功添加到队列里面 // 如果队列已满,则返回false // boolean b = queue.offer("b"); // System.out.println(b); // 如果队列已满,会产生阻塞 --- 直到这个队列中有元素被取出,才会放开阻塞 // queue.put("c"); // 定时阻塞 // 在3s之内如果有元素被取出,那么元素就会添加到队列中 // 如果3s之后队列依然是满的,那么返回false表示添加失败 boolean b = queue.offer("d", 3000, TimeUnit.MILLISECONDS); System.out.println(b); System.out.println(queue); }
LinkedBlockingQueue - 阻塞式链式队列
底层是基于链表(节点)来进行数据的存储。在使用的时候可以指定初始容量,也可以不指定。
如果指定了容量,就以指定的容量为准来进行存储;
如果不指定容量,那么默认容量是 Integer.MAX_VALUE -> 231 - 1。如果不指定容量,一般认为这个容量是无限的。
PriorityBlockingQueue - 具有优先级的阻塞式队列
如果不指定容量,默认容量是11.如果将元素取出,那么会对元素进行自然排序 --- 要求存储的对象所对应的类必须实现Comparable,重写compareTo方法,讲比较规则写到方法中;如果进行迭代遍历,那么不保证排序。
SynchronousQueue - 同步队列
只允许存储1个元素。
2.并发映射 - ConcurrentMap
HashMap - 底层依靠数组+链表存储的数据
默认初始容量是16,默认加载因子是0.75f,默认扩容每次增加一倍。本身是一个异步式线程不安全的映射
Hashtable - 同步式线程安全的映射
对外提供的方法都是同步方法
ConcurrentHashMap - 异步式线程安全的映射
在jdk1.8之前,采用分段(分桶)锁, 分段锁采用的是读写锁机制(读锁:允许多个线程读,但是不允许线程写;写锁:允许一个线程写,但是不允许线程读);jdk1.8不再采用锁机制,而是CAS(Compare and Swap)算法, 减小了锁的开销;如果一个桶中的元素个数超过了8个,那么会将这个桶的链表扭转成一棵红黑树(自平衡二叉查找树)结构。
ConcurrentNavigableMap - 并发导航映射
本身是一个接口,所以更多的是使用实现类
ConcurrentSkipListMap - 并发跳跃表映射
跳跃表:为了提高查询效率所产生的一种数据结构
跳跃表是典型的以空间换时间的产物。
跳跃表的时间复杂度是O(logn)
如果跳跃表中插入新的元素,新的元素是否往上提取,遵循“抛硬币”原则 --- 1/2原则
只要保证这个节点有一半的概率被提取就可以
跳跃表适合大量查询而不增删的场景
锁
CountDownLatch - 闭锁 - 线程减锁
对线程neg进行计数,当计数归零的时候会开放阻塞线程继续往下执行
public class CountDownLatchDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(5); new Thread(new Teacher(cdl)).start(); new Thread(new Student(cdl)).start(); new Thread(new Student(cdl)).start(); new Thread(new Student(cdl)).start(); new Thread(new Student(cdl)).start(); // 表示让线程阻塞,直到计数归零的时候阻塞才能放开 cdl.await(); System.out.println("考试结束~~~"); } } class Student implements Runnable { private CountDownLatch cdl; public Student(CountDownLatch cdl) { this.cdl = cdl; } @Override public void run() { System.out.println("学生来到考场,准备考试~~~"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("学生交卷离开考场"); // 计数-1 cdl.countDown(); } } class Teacher implements Runnable { private CountDownLatch cdl; public Teacher(CountDownLatch cdl) { this.cdl = cdl; } @Override public void run() { System.out.println("老师来到考场,准备考试~~~"); try { Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("老师收卷离开了考场~~~"); cdl.countDown(); } }