并发编程

一、简介

并发编程主要分为如下四个大部分：

1. 并发容器
2. 并发队列
3. 并发工具类
4. Executor线程连接池

二、并发容器

• 并发类容器是专门针对多线程并发而设计，使用锁分段技术，只对操作的位置的笑区间进行同步操作，但是其他没有操作的区间其他线程仍然可以访问，即降低了锁的粒度，提高了程序的吞吐量。
• 常见的普通容器，和其对应的同步容器以及并发容器：

  普通容器	同步容器	并发容器	说明
  ArrayList	Vector	CopyOnWriteArrayList	记录添加顺序的集合
  HashSet	-	CopyOnWriteArraySet	不记录添加顺序的集合
  TreeSet	-	ConcurrentSkipListSet	不记录添加顺序且不重复的集合
  HashMap	Hashtable	ConcurrentHashMap	不记录添加顺序的键值集合
  TreeMap	-	ConcurrentSkipListMap	按照键的自然顺序排序

三、并发队列

并发队列	说明
ConcurrentLinkedQueue	一个基于链表的无界线程安全队列。此队列按照 FIFO原则对元素进行排序。队列的头部 是队列中时间最长的元素。队列的尾部 是队列中时间最短的元素。新的元素插入到队列的尾部，队列获取操作从队列头部获得元素。当多个线程共享访问一个公共 Collection 时，ConcurrentLinkedQueue 是一个恰当的选择。此队列不允许使用 null 元素。与同步容器Queue对应
LinkedBlockingQueue	基于链表实现的一个阻塞队列
ArrayBlockingQueue	基于数组实现的一个阻塞队列
PriorityBlockingQueue	根据优先级排序一个阻塞队列

四、并发工具类

• 并发工具类都是基于底层的AQS(AbustactQueuedSynchronizer)实现的，常见的并发工具类如下：

  并发工具类	说明
  CountDownLatch	一组线程在阻塞的主线程上相互等待，直到所有线程都完成自己的任务后主线程才继续执行，主线程调用CountDownLatch的await方法阻塞，每个线程内部调用CountDownLatch的countDown方法，直到所有线程都调用了这个方法
  CyclicBarrier	CountDownLatch只可以等待一次，而CyclicBarrier是CountDownLatch多等到版本，不同的是，每个线程中都调用CyclicBarrier的await方法
  Semaphore	主要用来控制并发量
  Exchanger	两条线程在同步点进行数据交换

五、Executor线程连接池

• 线程连接池是JDK提供的一套用于节约系统资源的方案，提供了四中不同类型的线程池，如下表：

  线程连接池	说明
  FixedThreadPool	建议使用的线程池。构造参数传递的数字作为核心线程数和最大线程数，即核心线程数等于最大线程数，如果线程池中有空闲线程那就把任务交给空闲线程，如果没有则需要看线程数是否已满，如果没有满，就创建一个新的线程执行任务，如果线程池满了，则把任务交给等待队列LinkedBlockingQueue，如果队列已经满了，则把任务交给RejectedExecutionHandler拒绝任务，默认是AbortPolicy
  CachedThreadPool	只要没有线程执行任务，就可以无限制的创建，除非已经到了最大线程数，而默认情况下，最大线程数是Integer.MAX_VALUE，即int的最大值，要是用在服务器上，只要用户小规模，就可以把服务器压趴下，服务器上千万不能用，除非重新设置参数
  ScheduledThreadPool	可以定时执行任务的线程池
  SingleThreadExecutor	单线程执行器，即线程池中永远只有一条线程，这里就不是线程池了

死锁的两种展现形式：

1. 两个线程都持有对方需要的资源，都不释放；
2. 一个线程持有锁，然后挂掉了，锁没有得到释放，其他线程永远无法获取到资源而一直处于等待状态；