From：Java并發(fā)編程的藝術(shù)
- 目錄
BiBi - 并發(fā)編程 -0- 開篇
BiBi - 并發(fā)編程 -1- 挑戰(zhàn)
BiBi - 并發(fā)編程 -2- volatile
BiBi - 并發(fā)編程 -3- 鎖
BiBi - 并發(fā)編程 -4- 原子操作
BiBi - 并發(fā)編程 -5- Java內(nèi)存模型
BiBi - 并發(fā)編程 -6- final關(guān)鍵字
BiBi - 并發(fā)編程 -7- DCL
BiBi - 并發(fā)編程 -8- 線程
BiBi - 并發(fā)編程 -9- ReentrantLock
BiBi - 并發(fā)編程 -10- 隊(duì)列同步器
BiBi - 并發(fā)編程 -11- 并發(fā)容器
BiBi - 并發(fā)編程 -12- Fork/Join框架
BiBi - 并發(fā)編程 -13- 并發(fā)工具類
BiBi - 并發(fā)編程 -14- 線程池
BiBi - 并發(fā)編程 -15- Executor框架
1. ReentrantLock
ReentrantLock的簡單實(shí)例
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
...
} finally {
lock.unlock();
}
提示：不要將
lock.lock()獲取鎖的過程寫在try塊中，因?yàn)槿绻讷@取鎖【自定義的鎖】時(shí)發(fā)生了異常，異常拋出的同時(shí)，會導(dǎo)致鎖被釋放。
Lock與synchronized相比獨(dú)有的特性
1）嘗試非阻塞的獲取鎖 - tryLock()
2）能被中斷地獲取鎖 - lockInterruptibly()。該方法會響應(yīng)中斷，即在鎖的獲取中
可以中斷當(dāng)前線程
3）超時(shí)獲取鎖 - tyrLock(long time)
重入鎖簡介
任意線程在獲取到鎖之后能夠再次獲取該鎖而不會被鎖所阻塞。ReentrantLock默認(rèn)是非公平的，但可以通過構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為公平的；Synchronized是非公平的，不可以改變。
重入鎖在獲取鎖時(shí)會對同步狀態(tài)值進(jìn)行增加；釋放鎖時(shí)會減少同步狀態(tài)值，只有當(dāng)同步狀態(tài)值為0時(shí)，才表示該鎖釋放成功。
公平性/非公平性
定義：公平性，先對鎖進(jìn)行獲取的請求一定先被滿足，反之為不公平的。
對于非公平鎖，只要CAS設(shè)置同步狀態(tài)成功，則表示當(dāng)前線程獲取了鎖。而對于公平鎖還要判斷在同步隊(duì)列中當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否有前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，如果有，則表示有線程比當(dāng)前線程更早地請求獲取該鎖。
優(yōu)缺點(diǎn)：非公平鎖可以讓一個(gè)線程連續(xù)獲取鎖，因?yàn)閯傖尫沛i的線程再次獲取同步狀態(tài)的幾率會非常大，這樣比公平鎖能夠減少不同線程【線程上下文】的切換，從而開銷少，能保證更大的吞吐量。所以，非公平性鎖是默認(rèn)的選擇。但非公平鎖可能會使線程出現(xiàn)【饑餓】狀態(tài)。公平鎖能保證鎖按照FIFO原則，但會進(jìn)行大量的線程切換。
2. 讀寫鎖
ReentrantReadWriteLock 讀寫鎖能在同一時(shí)刻允許多個(gè)讀線程訪問【讀：共享鎖】，但寫線程訪問時(shí)，其它讀寫線程都會被阻塞【寫：獨(dú)占鎖】，如果存在讀鎖，寫鎖只有再等所有讀鎖都釋放之后才能獲取從而保證寫操作對讀操作的可見性。
讀寫鎖例子
package ljg.concurrent;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
public class Cache {
static Map<String, Object> map = new HashMap<>();
static ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
static Lock r = rwl.readLock();
static Lock w = rwl.writeLock();
public static Object get(String key) {
r.lock();
try {
return map.get(key);
} finally {
r.unlock();
}
}
public static void put(String key, Object value) {
w.lock();
try {
map.put(key, value);
} finally {
w.unlock();
}
}
}
將非線程安全的HashMap與ReentrantReadWriteLock結(jié)合應(yīng)用來保證線程安全。保證了能夠并發(fā)讀數(shù)據(jù)而不阻塞；寫數(shù)據(jù)對讀可見。【知道使用場景】
讀寫鎖的實(shí)現(xiàn)
讀寫鎖依賴自定義同步器來實(shí)現(xiàn)同步功能。其同步狀態(tài)值設(shè)置的很巧妙，在一個(gè)整型變量上維護(hù)兩個(gè)【讀寫】狀態(tài)，使用【按位切割】方法，高16位表示讀，低16位表示寫。
讀寫鎖的降級
先獲取寫鎖，再獲取讀鎖，隨后釋放之前擁有的寫鎖過程。【順序不能錯(cuò)】
3. Condition接口
Condition比Object中的wait、notify、notifyAll的優(yōu)勢
1）等待隊(duì)列有多個(gè)，而Object的監(jiān)視器方法只有一個(gè)
2）在線程等待狀態(tài)支持中斷響應(yīng)
Condition實(shí)例
獲取一個(gè)Condition必須通過Lock的newCondition()方法。
要求：當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，隊(duì)列的獲取數(shù)據(jù)操作阻塞；當(dāng)隊(duì)列已滿時(shí)，隊(duì)列的插入操作阻塞。
package ljg.concurrent;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class BoundedQueue<T> {
private Object[] items;
private int addIndex;
private int removeIndex;
private int count;
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition notEmpty = lock.newCondition();
private Condition notFull = lock.newCondition();
public BoundedQueue(int size) {
items = new Object[size];
}
private void add(T t) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == items.length) {
notFull.await(); // 會釋放鎖
}
items[addIndex] = t;
if (++addIndex == items.length) {
addIndex = 0;
}
++count;
notEmpty.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
//循環(huán)數(shù)組，覆蓋數(shù)據(jù)并不刪除
public T remove() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == 0) {
notEmpty.await();
}
Object x = items[removeIndex];
if (++removeIndex == items.length) {
removeIndex = 0;
}
--count;
notFull.signal();
return (T) x;
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
該隊(duì)列刪除數(shù)據(jù)從index=0開始；添加滿數(shù)據(jù)后，再添加數(shù)據(jù)也是從index=0開始。通過count來控制是否進(jìn)行添加/刪除操作。 循環(huán)數(shù)組，覆蓋數(shù)據(jù)并不刪除。
4. ConditionObject
ConditionObject是同步器AQS的內(nèi)部類，它實(shí)現(xiàn)了Condition接口。因此每個(gè)Condition實(shí)例都能訪問同步器提供的方法，每個(gè)Condition都擁有所屬同步器的引用。
每個(gè)Condition對象都包含著一個(gè)【等待隊(duì)列】。同步隊(duì)列和等待隊(duì)列中的節(jié)點(diǎn)都是同步器的靜態(tài)內(nèi)部類AbstractQueuedSynchronizer.Node。等待隊(duì)列中的節(jié)點(diǎn)添加和刪除不需要CAS保證，因?yàn)樵摼€程已經(jīng)獲取了鎖。
當(dāng)調(diào)用await()方法時(shí)，會將同步隊(duì)列中的首節(jié)，構(gòu)造成一個(gè)新節(jié)點(diǎn)【不是直接加入】，并移動到等待隊(duì)列中，然后釋放鎖，喚醒同步隊(duì)列中的后繼節(jié)點(diǎn)，當(dāng)前線程進(jìn)入等待狀態(tài)。
當(dāng)調(diào)用signal()方法時(shí)，會將等待隊(duì)列中的首節(jié)點(diǎn)，移動到同步隊(duì)列并使用LickSupport喚醒節(jié)點(diǎn)中的線程。signalAll()將等待隊(duì)列中的所有節(jié)點(diǎn)全部移動到同步隊(duì)列中，并喚醒每個(gè)節(jié)點(diǎn)的線程。
