JUC 併發類概覽

JUC 併發類及併發相關類概覽，持續補充...

• AQS
  內部有兩個隊列，一個等待隊列（先後節點），一個條件隊列（後繼節點），實際上是經過鏈表方式實現；
  等待隊列是雙向鏈表；條件隊列是單向鏈表；條件隊列若是被喚醒，將後接到等待隊列上；
  經過內部持有的 state，加以模板模式，提供了兩種資源爭搶模式：排他、共享；而在爭搶時，又輔以公平、非公平競爭的考慮；
  排他與共享分別經過子類實現的：boolean tryAcquire 和 (tryAcquireShared(x) >= 0 來判斷獲取資源是否成功，同時排他限制：state 只能被一個線程修改（通常修改成 1，CAS(0,1)，可重入）；而共享則支持多線程同時更改 state 值（被多個線程獲取）；
  獲取時要考慮是否關注中斷喚醒行爲，對應方法名後綴：-Interruptible，關注則拋異常，不關注則清除線程的中斷標記位記錄，繼續掛起直到獲取成功，再中斷線程；
  總的下來，分支考慮就是：資源類型（是否排他）-> 是否公平 -> 是否關注中斷（每個都是兩個方向）；
  釋放資源時，排他類型須要判斷是否當前線程，而共享類型不須要判斷線程，只關注資源池；排他類型會喚醒等待隊列的下一個節點，而共享則會經過級聯方式傳遞信號，從 head 開始喚醒，直到資源被新喚醒的線程搶光才中止；
  線程的掛起是經過 LockSupport.park(thread)，支持限時掛起；
  state 釋放致使等待隊列判斷，進而喚醒。限時掛起一定支持中斷響應；
  條件隊列由於初始時是經過 new ConditionObject()，能夠屢次建立，因此支持多個條件隊列，使用同一個對象便是同一個條件隊列；被喚醒時會執行 state 的資源獲取，獲取不到則進入等待隊列；一樣支持是否中斷關注；而條件隊列的中斷有兩種狀況，一種在條件隊列上被中斷喚醒，一種是在進入等待隊列後被中斷喚醒；
  AQS 主要是資源 state 的 CAS 併發及線程中斷掛起，排隊的控制
  
  
• AQLS
  state 的類型爲 long，擴展了併發數（將來擴展）。其餘與 AQS 相同。
  long 須要關注緩存行問題。
  
  
• ReentrantLock
  基於 AQS 實現的鎖，設置 state = 1；支持公平與非公平（判斷隊列是否有等待線程）；支持重入，state 遞增；競爭時只有 state = 0 才獲取鎖成功，不然進入等待隊列；
  支持 condition 的 await 和 signal。
  
  
• CopyOnWriteArrayList
  與 AQS 無關，使用的 synchronized 保證同步安全；當發生添加行爲時，會將原數組拷貝一份進行添加，而後更新引用；當發生指定索引添加時，會定位索引，分兩步進行拷貝（索引前、索引後）；適合讀多寫少場景；addIfAbsent 會先判斷（無同步鎖），而後拷貝（有同步鎖），判斷時會先拷貝一份快照，在更新索引時判斷快照是否最新，是則直接使用，不然從新拷貝；
  
  
• CopyOnWriteArraySet
  底層使用了 CopyOnWriteArrayList。惟一性的添加則是使用了 addIfAbsent。其餘大部分方法直接調用了 CopyOnWriteArrayList 的相似方法；
  
  
• CountDownLatch
  使用了 AQS，初始化大小即爲 state，每次 countDown 都是對 state - 1，而 await 則是在判斷 getState() == 0 ? 1 : -1 不經過掛起在隊列中，因此有多少 state 則其會被喚醒 state 次，而後從新掛起，直到 state = 0；
  
  
• ArrayBlockingQueue
  未直接使用或繼承 AQS，而是經過使用 ReentrantLock 和 Condition 來完成多線程同步與掛起；
  內部使用數組存儲元素，但不會擴展，實現了環形隊列存儲，隊列元素增長 offer 及獲取 poll 都使用 lock 進行同步；
  當添加成功時，進行 notEmpty.signal() 通知，喚醒獲取失敗的線程（notEmpty.await())處理；
  當獲取成功時，進行 notFull.signal() 通知，喚添加失敗的線程（notFulll.await())處理；
  offer(E) 添加返回 true/false；add(E) 內部調用 offer，返回 false 則拋異常；put 自實現，沒法添加則阻塞；
  poll() 獲取返回 E/null，take 自實現，若是獲取不到則阻塞掛起；
  任何添加或獲取成功，相應的都會進行 notEmpty 與 notFull 通知，而失敗則進入相反的隊列掛起；ArrayBlockingQueue 的併發遍歷實現是經過隊列延展實現的（就是一個隊列，不斷的翻滾）；相似於環形隊列