java的concurrent包的存儲類

java的concurrent包的存儲類

        簡略的翻看一下concurrent包，一部分是經過繼承AbstractQueuedSynchronizer實現（ReentrantLock、CountDownLatch、semaphore等），一部分經過lock實現（CycliBarrier、atomic、blockingqueue、concurrentMap等）。抽象類AbstractQueuedSynchronizer又主要是經過一個自定義的Node的自定義隊列來存儲線程，而後經過unsafe類（native）來實現指令級別的compare and swap獲取對內存中的共享區域控制權（也就是鎖）。而後unpark、park操做線程的入隊、出隊（在Node上解釋的使用一個FIFO的CLH對列來存放）。如今描述下concurrent中的集合和atomic。

一、atomic

        原子量：保證了CPU讀、修改、寫。可是不保證可見性，數據不知道是刷新到主存仍是緩存。包括了：AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference、AtomicStamped、AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray。

        atomic變量都是使用

private volatile int value;

        做爲存儲量，而後利用本地方法：unsafe中的compareAndSwapInt()等方法來修改內存中的數據，從而達到原子操做的功能。

二、blockingQueue

        blockingQueue集合是concurrent最有用的工具集合之一。它運行線程從一邊存放、一邊讀取。而且讀爲空、寫滿的狀況都會阻塞。

        這個接口主要有下面的方法

        這個接口衍生出來了ArrayBlockingQueue、DelayQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronouseQueue等集合。

        其中最經常使用的的ArrayBlockQueue、LinkedBlockingQueue是經過

//ArrayBlockingQueue
final Object[] items; 
final ReentrantLock lock;
private final Condition notEmpty;
private final Condition notFull;

//LinkedBlockingQueue   
static class Node<E>;    //鏈表節點
private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();
private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();
private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();
private final Condition notFull = putLock.newCondition();

        實現的。也就是一個生產消費者模式。而且它們是線程安全、在高併發的狀況下推薦使用，代替arrayList、linkedList。

三、concurrentMap

        ConcurrentHashMap：使用的是「分段鎖」。同時使用segment來存放數據，每個k都會更加hash算法，計算出不一樣的segment。在segment裏面使用lock來加鎖，直接將一個打得map集合，分散成很小的map數組，減小了佔用時間。

        concurrentHashMap的誕生用來在高併發的條件下代替hashTable（hashmap的synchronized版）。

        應用：

ConcurrentMap concurrentMap = new ConcurrentHashMap();
concurrentMap.put("key", "value");
Object value = concurrentMap.get("key");

        查看源碼：經過實現一個靜態嵌入內部類實現存儲節點

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> ｛
        final int hash;    //key的hash值，用來快速定位查找的對象的位置
        final K key;        
        volatile V val;
        volatile Node<K,V> next;
｝

        而且，在兌取對象時並不會把整個Map鎖住（經過unsafe的getObjectVolatile（）方法）。此外，向其寫入對象的時候，也不會將全部的數據鎖住。

        大概流程：concurrentHashMap會建立一個Node<K,V>[]出來存放Node<K,V>的鏈表地址。而後在存放、讀取的時候經過神奇的unsafe指令（直接操做指令）來肯定key.hash表明的Node<K,V>的地址，而且鎖住它。這樣就不會鎖住整個concurrentHashMap了。以下圖

四、Jakob jenkow的博客

    concurent教程：http://tutorials.jenkov.com/java-util-concurrent/index.html