java多线程

Posted 2021-12-02 dwxblogs

一、ThreadLocal：线程局部变量，是一种多线程间并发访问变量的解决方案。与其synchronized等枷锁的方式不同，ThreadLocal完全不提供锁，而是以空间换时间的手段，为每个线程提供变量的独立副本，以保障线程安全。从性能上说，ThreadLocal不具备绝对的优势，在并发不是很高的时候，枷锁的性能会更好，但作为一套与锁完全无关的线程解决方案，在高并发量或者竞争激烈的场景，使用ThreadLocal可以在一定程度上减少锁竞争。

二、并发类容器介绍

ConcurrentHashMap：hashtable的替代品。

CopyOnWriteArrayList：Vector的替代品。

ConcurrentLinkedQueue和LinkedBlockingQueue，前者是高性能的队列，后者是以阻塞形式的队列。

Queue的是先类还有很多：如ArrayBlockingQueue、PrirotyBlockingQueue、SynchronousQueue等；

1、ConcurrentMap接口有两个重要的实现类：ConcurrentHashMap和ConcurrentSkipListMap(支持并发排序功能，弥补ConcurrentHashMap不足)。

　　ConcurrentHashMap内部使用分段（Segment）锁。每个段其实就是以个小的hashsTable，他们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上，他们就可以并发进行。把一个整体分成了16个段（Segment）。也就是最高支持16个线程的并发修改操作。这也是在多线程场景时减小锁的粒度从而降低锁竞争的一种方案。并且代码中大多共享变量使用Volatile关键字生命，目的是第一时间获取修改的内容，性能非常好。

2、CopyOnWrite：CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。

　　CopyOnWrite是写时复制的容器，通俗的理解是当我们往一个容器中添加元素的时候，不直接往当前容器中添加，而是先将当前容器进行Copy，复制出一个新的容器，然后新的容器里添加元素，元素添加完后，再将原容器的引用指向新的容器。这样做的好处是我们可以对CopyWrite容器进行并读，而不需要枷锁，因为当前容器不会添加任何元素，所以CopyOnWrite容器也是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

3、并发Queue：一个是以ConcurrentLinkedQueue为代表的高性能和LinkedBlockingQueue接口为代表的阻塞队列。都是继承自Queue。

ConcurrentLinkedQueue是一个适用于高并发场景下的队列，通过无锁的方式，实现了高并发状态下的高性能，通常ConcurrentLinkedQueue性能好于BlockingQueue，它是基于链接点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则。且不允许null元素。

ConcurrentLinkedQueue的重要方法：

　　add（）和offer()都是加入元素的方法：在ConcurrentLinkedQueue中，俩方法无任何区别。

　　poll（）和peek（）都是取头元素的节点，区别在于前者会删除元素，后者不会。

BlockingQueue接口：

ArrayBlockingQueue:基于数组的队列实现，在ArrayBlockingQueue内部，维护了一个定长数组，以便缓存队列中的数据对象，其内部没有实现读写分离，也就意味着生产者和消费者不能完全并行，长度是需要定义的，可以制定先进先出或者先进后出，也叫有界队列。

LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，同ArrayBlockingQueue类似，其内部也维持着一个数据缓冲队列（该队列由一个链表构成），LinkedBlockingQueue之所以能够高效的处理并发数据，是因为其内部实现采用分离锁（读，写分离两个锁），从而实现生产者和消费者完全并行运行，它是一个无界队列。

SynchronousQueue：一种没有缓冲的队列，生产者产生的数据直接会被消费者获取并消费。

ProrityBlockingQueue:基于优先级的阻塞队列（优先级的判断通过构造函数传入的Compator对象来决定，也就是说传入队列的对象必须实现Comparable接口），在实现ProrityBlockingQueue时，内部控制线程同步的锁采用的是公平锁，他也是一个无界队列。

DelayQueue：带有延迟时间的Queue，其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中的元素必须实现Delay接口，DelayQueue是一个没有大小限制的队列，应用场景很多，比如对缓冲超市的数据进行移除，任务超时处理、空闲链接的关闭等等。