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Concurrent In Java 2011-3-9 延昭 陈汝烨 Concurrent In Java 1. concurrent包提供的集合 1.1 ConcurrentHashMap 1.2 BlockingQueue 1.3 SynchronousQueue 1.4Exchanger 1.5 CopyOnWriteArrayList 和 CopyOnWriteArraySet 1.6 TimeUnit 2. ThreadPool 2.1 ExecutorService 接口 2.2 ThreadPoolExecutor 2.3 ScheduledExecutorService 2.4 Executors 2.5 ExecutorCompletionService 3. java.util.concurrent.locks 3.1 Lock ReentrantLock 3.2 ReadWriteLock ReentrantReadWriteLock 4. 同步辅助类 4.1 CountDownLatch 4.2 CyclicBarrier 4.3 Semaphore concurrent并发包，让你易于编写并发程序。并发下我们经常需要使用的基础设施和解决 的问题有ThreadPool、Lock、管道、集合点、线程之间等待和唤醒、线程间数据传输、 共享资源访问控制、并发线程之间的相互等待，等待。 concurrent提供的工具能够解决绝大部分的场景，还能提高程序吞吐量。 现代的服务器多采用多核CPU，从而不同线程之间有可能真正地在同时运行而不是cpu时间切 片。在处理大计算量的程序上要尽可能利用CPU多核特性，提高系统吞吐量。 并发编程主要面临三个问题： 1.如何让多个线程同时为同一个任务工作（并发编程设计） 2.多个线程之间对共享资源的争用。 3.多个线程之间如何相互合作、传递数据。 1. concurrent包提供的集合 concurrent包直接提供了标准集合的一些实现，在下面做简单介绍。在大部分情况下可以使用它 们提供高并发环境下对集合访问的吞吐量。 1.1 ConcurrentHashMap Map的一个并发实现。在多线程环境下，它具有很高的吞吐量和具备可靠的数据一致性。它支持 并发读和一定程度的并发修改（默认16个并发，可以通过构造函数修改）。 HashMap的实现是非线程安全的，高并发下会get方法常会死锁，有的时候会表现为CPU居高不 下。 public V get(Object key) { if (key == null) return getForNullKey(); int hash = hash(key.hashCode()); for (EntryK,V e = table[indexFor(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get操作里面for循环取对象的操作，由于高并发同时读写，for循环的结果变得不可预知，所以 有可能一直循环。 所以高并发环境下尽量不要直接使用HashMap，对系统造成的影响很难排除。 和Collections.synchronizedMap(new HashMap(...))相比，外ConcurrentHashMap在高并发的环 境下有着更优秀的吞吐量。因为ConcurrentHashMap可以支持写并发，基本原理是内部分段，分 段的数量决定着并发程度。通过concurrencyLevel参数可以设置。如果你能预期并发数量那么设 置该参数可以获取更优吞吐量。 另外为ConcurrentHashMap还实现了： V putIfAbsent(K key, V value); boolean remove(Object key, Object value); boolean replace(K key, V oldValue, V newValue); V replace(K key, V value); 这四个一致性的操作方法。 1.2 BlockingQueue BlockingQueue定义了一个接口，继承了Queue接口。Queue是一种数据结构，意思是它的项以 先入先出（FIFO）顺序存储。 BlockingQueue为我们提供了一些多线程阻塞语义的方法，新增和重定义了一些方法插入： 抛出异常 返回的布尔值 阻塞 超时 插入 add(e) offer(e) put(e) offer(e, time