同步容器類

• Vector、Hashtable，及由Collections.synchronizedXxx等工程方法創(chuàng)建的類。
• 這些類實現(xiàn)線程安全方式是：將它們的狀態(tài)封裝起來，并對每個公有方法都進行同步，使得每次只有一個線程能方法容器狀態(tài)。

同步容器類的問題

• 客戶端新建的復(fù)合操作需要通過容器類的鎖來保證原子性。
• 在迭代操作中，多線程情況下回出現(xiàn)ArrayIndexOutOfBoundsException異常，如果要解決，則需要在客戶端加鎖，但是犧牲了一些伸縮性。

迭代器與CncurrrentModificationException

• 發(fā)現(xiàn)容器在迭代過程中被修改過，會拋出CME異常。實現(xiàn)原理：將容器計數(shù)器與容器關(guān)聯(lián)起來：如果在迭代期間計數(shù)器被修改，那么hasNext或next將拋出CME異常。然后，這種檢查在沒有同步的情況下進行的，因此可能看到失效的計數(shù)值：ABA問題。

隱藏的迭代器

• 容器的toString、hashCode、equals、containsAll、removeAll、retainAll以及包容器作為參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)都會對容器進行迭代，在并發(fā)下就可能出現(xiàn)CME異常。所以在并發(fā)情況下，在迭代期間需要對容器加鎖。

并發(fā)容器

• 并發(fā)容器為了改變同步容器的性能，同步容器對容器狀態(tài)的訪問時串行化，以實現(xiàn)線程安全，這種方法降低了并發(fā)性，和吞吐量。
• 并發(fā)容器針對多線程并發(fā)訪問設(shè)計的，如果需要提高并發(fā)性使用以下替代方案。
• ConcurrentHashMap代替同步且散列的Map.
• CopyOnWriteArrayList用于在遍歷操作為主要操作的情況下代替同步的List。
• ConcurrentMap接口中增加了常見復(fù)合操作的支持：“若沒有則添加”、替換、有條件刪除。
• ConcurrentSkipListMap代替SortedMap
• ConcurrentSkipListSet代替SortedSet
  *并發(fā)容器類提供的迭代器不會拋出CME異常。

Queue、BlockingQueue容器接口

• Queue用來臨時保存一組待處理元素，實現(xiàn)類包括：ConcurrentLinkedQueue（先進先出隊列）、PriorityQueue(優(yōu)先隊列，非并發(fā)）
• Queue上的操作不會阻塞，如果隊列為空,返回空值。
• Queue通過LinkedList來實現(xiàn)的。
• BlockingQueue擴展Queue,增加了可阻塞的插入和獲取等操作，如果隊列為空，那么獲取元素操作將一直阻塞，直到隊列中出現(xiàn)一個可用元素。插入時，如果隊列已滿（對于有界隊列來說，無界隊列除外），插入操作將一直阻塞，知道隊列中出現(xiàn)可用空間。適合“生產(chǎn)者-消費者模式”
• BlockingQueue提供了offer方法，當隊列滿時offer添加元素失敗返回false，此時可以做相應(yīng)策略調(diào)整（減少生產(chǎn)線程或序列化數(shù)據(jù)到磁盤），同樣也提供了poll方法，在一定時間內(nèi)如果沒有獲取到元素則返回null。

ConcurrentHashMap

• 使用分段鎖（Lock Striping）來提高并發(fā)性和伸縮性。
• size和isEmpty返回的結(jié)果可能會過期，實際上他只是一個估值，但這兩個方法用的不多。
• 在CHM中沒有實現(xiàn)對Map加鎖以提供獨占方法，在Hashtable、synchronizedMap中獲得Map的鎖能防止其他線程訪問這個Map
• 與Hashtable、synchronizedMap相比，CHM有更多優(yōu)勢，大多數(shù)情況下使用CHM來提高代碼的伸縮性，只有當程序需要加鎖Map以進行獨占訪問，或者需要依賴同步Map帶來的一些其他作用是才應(yīng)該放棄CHM.

CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet

• 寫入時復(fù)制容器，在修改的時候會創(chuàng)建并發(fā)布一個新的容器副本。
• 修改方法（刪除、添加）是加鎖的，避免多個線程調(diào)用產(chǎn)生多個副本。
• 修改時會復(fù)制底層數(shù)組，所以需要一定開銷，所以適合讀遠大于寫的業(yè)務(wù)場景。
  Java并發(fā)編程：并發(fā)容器之CopyOnWriteArrayList（轉(zhuǎn)載）

阻塞隊列和生產(chǎn)者-消費者模式

• BlockingQueue的多種實現(xiàn)：LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue是FIFO隊列。PriorityBlockingQueue是按優(yōu)先級排序隊列，即可根據(jù)元組自然排序來比較元素（如果他們實現(xiàn)Comparable方法），也可以使用Comparator來比較。

雙端隊列

• Deque（發(fā)音“deck”）和BlockingDeque對Queue、BlockingQueue進行了擴展。Deque是一個雙端隊列，實現(xiàn)了在隊列頭和尾高效插入和移除。
• 實現(xiàn)為ArrayDeque、LinkedBlockingQueue

阻塞方法與中斷方法

• 阻塞：等待I/O操作結(jié)束、等待獲取一個鎖，等待從Thread.sleep方法中醒來、等待另一個線程的計算結(jié)果。阻塞線程處于阻塞狀態(tài)，等待某個不受它控制的事件發(fā)生后才能繼續(xù)執(zhí)行，當外部事件發(fā)生時，線程被置回Runnable（就緒狀態(tài)）。

• LinkedBlockingQueue的take、put等方法會拋出InterruptedException與Thread.sleep一樣。當方法拋出InterruptedException異常，表示該方法時一個阻塞方法，如果這個方法被中斷，那么它將努力提前結(jié)束阻塞狀態(tài)。（只是努力不是保證）

• LinkedBlockingQueue的take阻塞方法源碼

 /** Lock held by take, poll, etc */
    private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();

    /** Wait queue for waiting takes */
    private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();

public E take() throws InterruptedException {
        E x;
        int c = -1;
        final AtomicInteger count = this.count;
        final ReentrantLock takeLock = this.takeLock;
        takeLock.lockInterruptibly();
        try {
            while (count.get() == 0) {
                notEmpty.await();
            }
            x = dequeue();
            c = count.getAndDecrement();
            if (c > 1)
                notEmpty.signal();
        } finally {
            takeLock.unlock();
        }
        if (c == capacity)
            signalNotFull();
        return x;
    }

• 中斷，Thread類提供了interrupt方法，用于中斷線程或者查詢線程是否已經(jīng)被中斷。每個線程都有一個布爾類型的屬性，標識線程的中斷狀態(tài)，當中斷線程時將設(shè)置這個狀態(tài)。
• 中斷是一種協(xié)作機制，一個線程不能強制其它線程停止正在執(zhí)行的操作而去執(zhí)行其它的操作。
• A線程中斷B時，A僅僅是要求B在執(zhí)行到某個可以暫停的地方停止正在執(zhí)行的動作---前提是如果線程B愿意停止下來。