简介

前几篇文章中描述了分布式锁，这次我们重点说明一下JUC，JUC：java.util.concurrent包，又称concurrent包。jdk1.5提供，为多线程高并发编程而提供的包。

进程与线程的区别

简单来说：

• 进程：一个功能完善的软件，系统分配资源的基本单元。
• 线程：一个进程至少要包含一个线程，CPU执行的基本单元。

并行与并发的区别

• 并行：在同一时刻操作不同的资源。
• 并发：在同一时刻多个线程操作相同的资源。

锁

独占锁

• Synchronized
  • 是一个关键字
  • 悲观的独占的排他的互斥的不公平的可重入锁
  • 静态同步方法，锁类
  • 普通同步方法，锁对象
  • 同步代码块，锁小括号中的资源
• ReentrantLock
  • 是一个类
  • 悲观的独占的排他的互斥的可公平可不公平的可重入锁
  • new ReetrantLock()
  • 加解锁的方法：lock.lock/unlock()/tryLock(timeOut,timeUnit)

synchronized和ReentrantLock的区别

• synchronized使用简单，但是不够灵活，ReentrantLock需要手动的加解锁，需要考虑加解锁的次数
• 都是可不公平的锁，但是ReentrantLock可公平
• Synchronized是个关键字，ReentrantLock是一个类
• ReentrantLock可以响应中断，Synchronized不可中断的
• 线程间通信方式不同

读写锁

• ReentReadWriteLock
  • new ReentReadWriteLock()
  • rwLock.readLock().lock()/unlock()
  • rwLock.writeLock.lock()/unlock()
  • 读写锁：读读可并发、读写不可并发、写写不可并发

共享锁

• CountDownLatch
  • 倒计时器，又称闭锁
  • 一个线程或者一组线程等待另一个或者一组线程执行
  • new CountDownLatch(初始值)
  • countdown方法 初始值-1
  • await方法 阻塞线程，当初始值减为0时，放行
• CyclicBarrier
  • 循环栅栏
  • 一组相互等待的线程
  • new CyclicBarrier(相互等待的线程数，runnable)
  • await
    • 设置相互等待的等待点
    • 一旦所有线程到达等待点,由最后一个到达等特点的线程来执行runnable任务
• Semaphore
  • 信号量
  • 使用并发量而资源紧张的情况
  • new Semaphore(资源量)
  • acquire方法
    • 获取一个资源
    • 获取成功才会继续执行，否则等待获取资源
  • release 释放资源

并发容器类

• List
  • ArrayList
    • 线程不安全的
    • 每次扩展50%
  • Vector
    • 线程安全的
    • 缺点:性能一般，扩展因子100%
  • Collections.synchronizedList
    • 线程安全的
    • 内部类，轻量化
    • 迭代器没有加锁
• Map
  • HashMap
    • 线程不安全的
  • ConcurrentHashMap
  • ConcurrentSkipListMap
    • 线程安全的
• Set
  • HashSet
    • 线程不安全
  • CopyOnWriteArraySet
    • 线程安全的
• COW容器
  • CopyOnWrite
    • 写时复制
    • 读写分离思想
  • 优点：
    • 读的性能高
    • 线程安全
  • 缺点:
    • 写的效率低
    • 占用大量内存
    • 读写不一致

底层原理

• JMM
  • java内存模型:Java Memery Model
  • 结构：
    • 共享内存、主内存
      • 物理内存条
      • 相当于堆
      • 存放共享变量
    • 工作内存、本地内存
      • 多级高速缓存或者cpu寄存器实现
      • 共享变量的副本
    • 线程对共享变量的操作必须在自己的工作内存中完成，不可以直接操作共享内存
    • 线程间不可以互相操作工作内存，共享变量的值传递必须通过共享内存完成
    • 三个特性：
      • 原子性
        • 不可分割性
        • synchrionized ReentrantLock
        • 原子操作类：AtomicLong AtomicInteger AtomicReference
      • 可见性
        • 先行发生的写操作对后续线程可见
        • synchrionized ReentrantLock
        • voliatile final
      • 有序性
        • 禁止指令重排
          • 单线程都是有序的
          • 多线程都是无序的
        • synchrionized ReentrantLock
        • voliatile
• voliatile
  • 关键字
  • 本质轻量化的同步机制（简配的synchrionized）
  • Happen-before原子
    • 保证可见性
    • 保证有序性-内存屏障
    • 不保证原子性
  • 度的性能和普通变量一致，写的性能稍弱
• CAS
  • Compare And Swap
    • 比较并交换
    • 底层是Unsafe类、提供了硬件级别的原子操作
  • 解决多线程并发安全问题的一种乐观锁算法
  • 具体实现类
    • java.util.concurrent.atomic包下提供了一些具体包装类
• AQS
  • 抽象队列同步器：AbstractQueuedSynchronizer
  • 结构：
    • volatile类型的state
    • CLH队列 FIFO队列、First-in-first-out
    • 实现锁 五个方法
    • 独占锁：tryAcquire、tryRelease
    • 共享锁：tryAcquireShared
    • 判断当前线程是否拥有锁 isHeldExclusively