java併發編程實戰------閱讀筆記第五章基礎構建模塊

1、同步容器類 一、早期的同步容器類Vector ，Hashtable，相似於Collections.synchronizedXxxx方法建立的，就是用裝飾器模式把線程不安全的容器類包裝起來，全部公共方法都進行同步，這種容器性能較低。

二、同步容器來的問題(複合操做依然會致使混亂的結果) Vector是線程安全的，只是說明Vector自己不會被併發操做破壞，但這不等於併發操做就沒有問題。例如以下兩個方法被多線程操做：

public static Object getLast(Vector list){
		//第一步
                int lastIndex = list.size() - 1;
                //第二步
		return list.get(lastIndex);
	}
	
	public static void deleteLast(Vector list){
                //第一步
		int lastIndex = list.size() - 1;
                //第二步
		list.remove(lastIndex);
	}

線程A執行第一步完，還沒有執行第二步；線程B執行了第一步，再執行第二步完；以後線程A再執行第二步，這個時序就會出現問題集合元素個數變了而線程A不知道，會跑出數組越界異常，由於這些操做不是原子性。經過給被操做容器類加鎖能夠把這些複合操做變成原子操做(但其實Vector狀態沒有被破壞)：

public static Object getLast(Vector list){
		synchronized(list){
			int lastIndex = list.size() - 1;
			return list.get(lastIndex);
		}
		
	}
	
	public static void deleteLast(Vector list){
		synchronized(list){
			int lastIndex = list.size() - 1;
			list.remove(lastIndex);
		}

迭代操做也會出現多線程操做致使混亂的問題，在迭代操做上加鎖保護起來解決問題，可是下降了併發性。

//可能會被多線程操做而混亂結果，由於迭代是複合操做，不是原子操做		
for(int i = 0;i < vector.size();i++){
			//TODO
		}
//加鎖鎖住這個vector便可，可是下降了併發性，其餘線程不能操做vector
synchronized(vector){
			for(int i = 0;i < vector.size();i++){
			//TODO
			}
		}

迭代器與ConcurrentModificationException：即便是同步容器類也沒有考慮併發修改問題，對應策略是'fail-fast'快速失敗，當發現容器被修改時就拋出異常。改善這種狀況能夠在迭代時對容器進行克隆，迭代副本。 給容器加鎖來進行迭代涉及面太廣了，不合適，並且有些迭代器操做是隱藏的，容易被忽視。

public class HiddenIteratro {
	
	@GuardedBy("this")
	private final Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
	
	public synchronized void add(Integer i) { set.add(i); }
	public synchronized void remove(Integer i) { set.remove(i); }
	
	public void addTenThings(){
		Random r = new Random();
		for(int i=0;i<10;i++)
			add(r.nextInt());
		System.out.println("DEBUG: added ten elements to " + set);
	}

}

容器的hashCode和equals方法，將容器總體放入其餘容器，containsAll、removeAll、retainAll等等方法，以及把容器做爲參數的構造函數，都會隱含對容器進行迭代，這些迭代都有可能拋出ConcurrentModificationException。

2、併發容器 一、ConcurrentHashMap，使用了分段鎖，能夠支持任意數量的讀線程操做Map；支持多個讀線程和寫入線程操做Map；能夠支持必定數量寫入線程同時操做Map，迭代操做不會加鎖，採用了弱一致性而不是快速失敗，提升了併發性和吞吐量。併發Map還提供了一些複合原子操做，好比存在則刪除，存在則替換，不存在則插入等等。 二、CopyOnWriteList，CopyOnWriteHashSet：支持併發操做，迭代不會加鎖。

3、阻塞隊列和生產者消費者模型 生產者消費者模型的阻塞隊列實現了可變對象的線程封閉：開始是隻有放入對象的生產者線程能訪問可變對象，放入以後生產者再也不訪問可變對象；後面是隻有消費者線程能夠訪問可變對象，實現了可變對象在線程之間安全的傳遞。

4、阻塞方法或者中斷方法 等待I/O操做結束，等待鎖，等待Thread.sleep方法中醒來，等待另外一個線程的計算結果(Blocked,Waiting,Timed_Waiting)。方法拋出受檢查異常InterruptedException，說明該方法是一個阻塞方法，若是這個方法被中斷，它將努力提早結束阻塞狀態。拋出該異常後有兩個處理策略： 傳遞異常； 恢復中斷狀態。

5、同步工具類 一、閉鎖(CountDownLatch)：countDown方法遞減計數器，await方法等待計數器達到零。 二、FutureTask：也能夠用做閉鎖，FutureTask有三種狀態Waiting to run , running , Completed(完成包括正常結束、因爲取消而結束、因爲異常而結束)。 三、計數信號量(Counting Semaphore)，控制同時訪問某個特定資源的操做數量，還可用來實現某種資源池，或者對容器施加邊界。