9.J.U.C之AQS

一、介绍
AQS是J.U.C的核心，AQS是AbstractQueuedSynchronizer的简写。

1.使用Node实现FIFO队列，可以用于构建锁或者其他同步装置基础框架。

2.利用一个int类型表示状态。

3.使用方法是继承。

4.子类通过继承并实现它的方法管理其状态{acquire和release}的方法操纵状态。

5.可以同时实现排他锁和共享锁模式。

组件：CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier、ReentrantLock、Condition、FutureTask。

二、CountDownLatch
主要是await方法，countDown方法，await方法等待countDown减为0后执行后面的代码。wait方法还可以指定时间。

三、Semaphore
主要是acquire和release方法，主要用于有限资源。可以丢弃没有请求到资源的请求，tryAcquire方法，还可以设置超时时间。

四、CyclicBarrier
允许多个线程相互等待，当每个线程准备就绪时才能继续向下执行。如果await指定了超时时间，可能抛出异常导致中断，要继续执行可以捕捉异常。

五、ReentrantLock
1.ReentrantLock与synchronized区别：

• 可重复性：前者可重入。
• 锁实现：前者JDK实现，后者JVM实现。
• 性能区别：相差不大。推荐synchronized。
• 功能区别：方便性synchronized高，细腻度ReentrantLock高。

2.ReentrantLock独有功能：

• 可指定公平锁还是非公平锁
• 通过Condition类，可以分组唤醒需要唤醒的线程
• 通过能够中断等待锁的线程的机制，lock.lockInterruptibly()。

ReentrentReadWriteLock：在没有读锁和写锁时，可以加写锁；写入很少读取很多时，容易导致写线程饥饿。

StampedLock等。

六、FutureTask
Future可以监视目标线程调用call的情况，可以得到线程任务方法的返回值。FutureTask结合了Future和Callable等接口，功能强大，适合使用线程完成任务，关心任务结果及正常执行情况。

七、Fork/Join框架
主要采用工作窃取算法。

八、BlockingQueue
线程安全，适用于生产者-消费者场景。

1.ArrayBlockingQueue：容量有限，初始化指定容量。
2.DelayQueue：一般按元素过期的优先级排序，适用于定时任务等。
3.LinkedBlockingQueue：初始化不指定大小则是无边界的。
4.PriorityBlockingQueue：无边界队列，允许插入空对象，有排序的队列。
5.SynchronousQueue：只允许插入一个元素，插入后被阻塞，除非被另一个队列取走。

九、线程池
1.new Thread弊端：

• 每次new Thread新建对象。性能差。
• 线程缺乏管理，可能无限制的新建线程，相互竞争，可能占用过多系统资源导致死机或者OOM。
• 缺少更多功能，如更多执行、定期执行、线程中断。

2.线程池好处：

• 重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能好。
• 可以有效控制最大并发线程数，提高系统资源利用率，同时可以避免过多资源竞争，避免阻塞。
• 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

3.ThreadPoolExecutor:

• corePoolSize:核心线程数量，
• maximunPoolSize：线程最大线程数
• workQueue：阻塞队列，存储等待执行的任务，对线程池允许影响重大。

运行的线程数少于corePoolSize，直接创建新线程处理任务，即使其他线程是控线的。线程数大于等于corePoolSize，且小于maximumPoolSize时，则只有当BlockingQueue队列满时，才创建新任务。若corePoolSize和maximumPoolSize大小相等，则创建的线程池大小固定，有线程提交且BlockingQueue还没有满时，则加入BlockingQueue等待有空闲线程取出任务。若运行的线程数量大于指定的最大线程数时，若BlockingQueue也满了，则通过拒绝策略参数指定策略去处理这个任务。

若想降低系统消耗，可以设置一个较大的队列容量和一个较小的线程池容量，降低线程处理任务的吞吐量。

• KeepAliveTime：线程没有任务执行时最多保持多久时间终止。
• unit：keepAliveTime的时间单位。
• threadFactory：线程工厂，创建线程。
• rejectHandler：拒绝策略，有四种策略：直接抛出异常、调用线程执行任务、抛弃阻塞队列中最靠前的任务并执行当前任务、直接丢弃当前任务。

• execute（）：提交任务给线程池执行
• submit（）：提交任务，能够返回执行结果execute+Future
• shutdown（）：关闭线程池，等待任务都执行完
• shutdownNow（）：关闭线程池，不等待任务执行完。
• getTaskCount（）：线程池已执行和未执行的任务总数
• getCompletedTaskCount（）：已完成的任务数量
• getPoolSize（）：线程池当前线程数量

• getActiveCount（）：当前线程池中正在执行任务的线程数量

  
  线程池类图
• Executors.newCachedThreadPool:可缓存的线程池，如果线程池长度超过处理的需要，可以灵活回收空闲线程；如果没有可以回收的，就新建线程。
• Executors.newFixedThreadPool:创建一个定长线程池，可以控制线程的最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
• Executors.newScheduledThreadPool:创建定长线程池，支持定时任务和周期任务。
• Executors.newSingleThreadExecutor:创建单线程线程池，保证任务按指定顺序执行。

合理配置

• CPU密集型任务，需要尽量压榨CPU，参考值可以设为NCPU+1
• IO密集型任务，参考值可以设置为2*NCPU