张孝祥java.concurrent线程并发学习笔记 - concurrent简介

java.util.concurrent并发库是JDK1.5新提供的，在JDK1.5之前，Java中要进行业务并发时，通常需要有程序员独立完成代码实现，而当针对高质量Java多线程并发程序设计时,为防止死蹦等现象的出现，比如使用java之前的wait()、notify()和synchronized等，每每需要考虑性能、死锁、公平性、资源管理以及如何避免线程安全性方面带来的危害等诸多因素，往往会采用一些较为复杂的安全策略，加重了程序员的开发负担.万幸的是，在JDK1.5出现之后，Sun大神（Doug Lea）终于为我们这些可怜的小程序员推出了java.util.concurrent工具包以简化并发完成。开发者们借助于此，将有效的减少竞争条件（race conditions）和死锁线程。concurrent包很好的解决了这些问题，为我们提供了更实用的并发程序模型。

java.util.concurrent包分成了三个部分，分别是java.util.concurrent、java.util.concurrent.atomic和java.util.concurrent.lock。内容涵盖了并发集合类、线程池机制、同步互斥机制、线程安全的变量更新工具类、锁等等常用工具。 

java.util.concurrent包：

接口摘要BlockingDeque<E>支持两个附加操作的 Queue，这两个操作是：获取元素时等待双端队列变为非空；存储元素时等待双端队列中的空间变得可用。BlockingQueue<E>支持两个附加操作的 Queue，这两个操作是：获取元素时等待队列变为非空，以及存储元素时等待空间变得可用。Callable<V>返回结果并且可能抛出异常的任务。CompletionService<V>将生产新的异步任务与使用已完成任务的结果分离开来的服务。ConcurrentMap<K,V>提供其他原子 putIfAbsent、remove、replace 方法的 Map。ConcurrentNavigableMap<K,V>支持 NavigableMap 操作，且以递归方式支持其可导航子映射的ConcurrentMap。Delayed一种混合风格的接口，用来标记那些应该在给定延迟时间之后执行的对象。Executor执行已提交的 Runnable 任务的对象。ExecutorServiceExecutor 提供了管理终止的方法，以及可为跟踪一个或多个异步任务执行状况而生成Future 的方法。Future<V>Future 表示异步计算的结果。RejectedExecutionHandler无法由 ThreadPoolExecutor 执行的任务的处理程序。RunnableFuture<V>作为 Runnable 的 Future。RunnableScheduledFuture<V>作为 Runnable 的 ScheduledFuture。ScheduledExecutorService一个 ExecutorService，可安排在给定的延迟后运行或定期执行的命令。ScheduledFuture<V>一个延迟的、结果可接受的操作，可将其取消。ThreadFactory根据需要创建新线程的对象。

类摘要AbstractExecutorService提供 ExecutorService 执行方法的默认实现。ArrayBlockingQueue<E>一个由数组支持的有界阻塞队列。ConcurrentHashMap<K,V>支持获取的完全并发和更新的所期望可调整并发的哈希表。ConcurrentLinkedQueue<E>一个基于链接节点的无界线程安全队列。ConcurrentSkipListMap<K,V>可缩放的并发 ConcurrentNavigableMap 实现。ConcurrentSkipListSet<E>一个基于 ConcurrentSkipListMap 的可缩放并发NavigableSet 实现。CopyOnWriteArrayList<E>ArrayList 的一个线程安全的变体，其中所有可变操作（add、set 等等）都是通过对底层数组进行一次新的复制来实现的。CopyOnWriteArraySet<E>对其所有操作使用内部 CopyOnWriteArrayList 的Set。CountDownLatch一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。CyclicBarrier一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。DelayQueue<E extends Delayed>Delayed 元素的一个无界阻塞队列，只有在延迟期满时才能从中提取元素。Exchanger<V>可以在对中对元素进行配对和交换的线程的同步点。ExecutorCompletionService<V>使用提供的 Executor 来执行任务的CompletionService。Executors此包中所定义的 Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory 和 Callable 类的工厂和实用方法。FutureTask<V>可取消的异步计算。LinkedBlockingDeque<E>一个基于已链接节点的、任选范围的阻塞双端队列。LinkedBlockingQueue<E>一个基于已链接节点的、范围任意的 blocking queue。PriorityBlockingQueue<E>一个无界阻塞队列，它使用与类 PriorityQueue 相同的顺序规则，并且提供了阻塞获取操作。ScheduledThreadPoolExecutorThreadPoolExecutor，它可另行安排在给定的延迟后运行命令，或者定期执行命令。Semaphore一个计数信号量。SynchronousQueue<E>一种阻塞队列，其中每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作 ，反之亦然。ThreadPoolExecutor一个 ExecutorService，它使用可能的几个池线程之一执行每个提交的任务，通常使用Executors 工厂方法配置。ThreadPoolExecutor.AbortPolicy用于被拒绝任务的处理程序，它将抛出 RejectedExecutionException.ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy用于被拒绝任务的处理程序，它直接在 execute 方法的调用线程中运行被拒绝的任务；如果执行程序已关闭，则会丢弃该任务。ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy用于被拒绝任务的处理程序，它放弃最旧的未处理请求，然后重试 execute；如果执行程序已关闭，则会丢弃该任务。ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy用于被拒绝任务的处理程序，默认情况下它将丢弃被拒绝的任务。

枚举摘要TimeUnitTimeUnit 表示给定单元粒度的时间段，它提供在这些单元中进行跨单元转换和执行计时及延迟操作的实用工具方法。

java.util.concurrent.lock包：

接口摘要ConditionCondition 将 Object 监视器方法（wait、notify 和notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用，为每个对象提供多个等待 set（wait-set）。LockLock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。ReadWriteLockReadWriteLock 维护了一对相关的锁，一个用于只读操作，另一个用于写入操作。

类摘要AbstractOwnableSynchronizer可以由线程以独占方式拥有的同步器。AbstractQueuedLongSynchronizer以 long 形式维护同步状态的一个 AbstractQueuedSynchronizer 版本。AbstractQueuedSynchronizer为实现依赖于先进先出 (FIFO) 等待队列的阻塞锁和相关同步器（信号量、事件，等等）提供一个框架。LockSupport用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。ReentrantLock一个可重入的互斥锁 Lock，它具有与使用synchronized 方法和语句所访问的隐式监视器锁相同的一些基本行为和语义，但功能更强大。ReentrantReadWriteLock支持与 ReentrantLock 类似语义的ReadWriteLock 实现。ReentrantReadWriteLock.ReadLockReentrantReadWriteLock.readLock() 方法返回的锁。ReentrantReadWriteLock.WriteLockReentrantReadWriteLock.writeLock() 方法返回的锁。

java.util.concurrent.atomic包：

类摘要AtomicBoolean可以用原子方式更新的 boolean 值。AtomicInteger可以用原子方式更新的 int 值。AtomicIntegerArray可以用原子方式更新其元素的 int 数组。AtomicIntegerFieldUpdater<T>基于反射的实用工具，可以对指定类的指定 volatile int 字段进行原子更新。AtomicLong可以用原子方式更新的 long 值。AtomicLongArray可以用原子方式更新其元素的 long 数组。AtomicLongFieldUpdater<T>基于反射的实用工具，可以对指定类的指定 volatile long 字段进行原子更新。AtomicMarkableReference<V>AtomicMarkableReference 维护带有标记位的对象引用，可以原子方式对其进行更新。AtomicReference<V>可以用原子方式更新的对象引用。AtomicReferenceArray<E>可以用原子方式更新其元素的对象引用数组。AtomicReferenceFieldUpdater<T,V>基于反射的实用工具，可以对指定类的指定 volatile 字段进行原子更新。AtomicStampedReference<V>AtomicStampedReference 维护带有整数“标志”的对象引用，可以用原子方式对其进行更新。

以后章节将逐一讲解每一个类的使用。