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JUC(java.util.concurrent) 的常⻅类
接着上一节课到
1.信号量 Semaphore 信号量, ⽤来表⽰ 可⽤资源的个数. 本质上就是⼀个计数器。 理解信号量 可以把信号量想象成是停⻋场的展⽰牌: 当前有⻋位 100 个. 表⽰有 100 个可⽤资源. 当有⻋开进去的时候,…目的;
JUC(java.util.concurrent) 的常⻅类
接着上一节课到
1.信号量 Semaphore 信号量, ⽤来表⽰ 可⽤资源的个数. 本质上就是⼀个计数器。 理解信号量 可以把信号量想象成是停⻋场的展⽰牌: 当前有⻋位 100 个. 表⽰有 100 个可⽤资源. 当有⻋开进去的时候, 就相当于申请⼀个可⽤资源, 可⽤⻋位就 -1 (这个称为信号量的 P 操作) 当有⻋开出来的时候, 就相当于释放⼀个可⽤资源, 可⽤⻋位就 1 (这个称为信号量的 V 操作)如果计数器的值已经为 0 了, 还尝试申请资源, 就会阻塞等待, 直到有其他线程释放资源. Semaphore 的 PV 操作中的加减计数器操作都是原⼦的, 可以在多线程环境下直接使⽤. 代码⽰例 创建 Semaphore ⽰例, 初始化为 4, 表⽰有 4 个可⽤资源. • acquire ⽅法表⽰申请资源(P操作), release ⽅法表⽰释放资源(V操作) • 创建 20 个线程, 每个线程都尝试申请资源, sleep 1秒之后, 释放资源. 观察程序的执⾏效果. public static void main(String[] args) {Semaphore semaphore new Semaphore(3);Runnable runnable new Runnable() {Overridepublic void run() {try {System.out.println(申请资源);semaphore.acquire();System.out.println(我获取到资源了);Thread.sleep(1000);System.out.println(我释放资源了);semaphore.release();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}};for (int i 0; i 10; i) {Thread t new Thread(runnable);t.start();}}
输出结果 2. CountDownLatch
同时等待 N 个任务执⾏结束.
案例 构造 CountDownLatch 实例, 初始化 10 表⽰有 10 个任务需要完成. 每个任务执⾏完毕, 都调⽤ latch.countDown() . 在 CountDownLatch 内部的计数器同时⾃减. 主线程中使⽤ latch.await(); 阻塞等待所有任务执⾏完毕. 相当于计数器为 0 了. 代码
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {CountDownLatch latch new CountDownLatch(10);Runnable r new Runnable() {Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(10000);latch.countDown();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}};for (int i 0; i 10; i) {new Thread(r).start();}// 必须等到 10 ⼈全部回来latch.await();System.out.println(⽐赛结束);} 解释 /**第一步设置线程A的运行次数为2/ CountDownLatch latch new CountDownLatch(10); /**第二步递减锁存器的计数如果计数到达零则释放所有等待的线程**/ latch.countDown(); /**第三步使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待除非线程被中断 * 如果当前的计数为零则此方法立即返回 **/ latch.await(); CountDownLatch主要两个方法就是一是CountDownLatch.await()阻塞当前线程二是CountDownLatch.countDown()当前线程把计数器减一。
相关⾯试题 1. 线程同步的⽅式有哪些 synchronized, ReentrantLock, Semaphore 等都可以⽤于线程同步. 2. 为什么有了 synchronized 还需要 juc 下的 lock 以 juc 的 ReentrantLock 为例, synchronized 使⽤时不需要⼿动释放锁. ReentrantLock 使⽤时需要⼿动释放. 使⽤起来更灵活, synchronized 在申请锁失败时, 会死等. ReentrantLock 可以通过 trylock 的⽅式等待⼀段时间就放弃. synchronized 是⾮公平锁, ReentrantLock 默认是⾮公平锁. 可以通过构造⽅法传⼊⼀个 true 开启 公平锁模式. synchronized 是通过 Object 的 wait / notify 实现等待-唤醒. 每次唤醒的是⼀个随机等待的线程.ReentrantLock 搭配 Condition 类实现等待-唤醒, 可以更精确控制唤醒某个指定的线程. 3. AtomicInteger 的实现原理是什么
基于 CAS 机制原子性
4. 信号量听说过么之前都⽤在过哪些场景下 信号量, ⽤来表⽰ 可⽤资源的个数. 本质上就是⼀个计数器. 使⽤信号量可以实现 共享锁, ⽐如某个资源允许 3 个线程同时使⽤, 那么就可以使⽤ P 操作作为加锁, V 操作作为解锁, 前三个线程的 P 操作都能顺利返回, 后续线程再进⾏ P 操作就会阻塞等待, 直到前⾯的线程执⾏了 V 操作. 5. 解释⼀下 ThreadPoolExecutor 构造⽅法的参数的含义 3.线程安全的集合类 原来的集合类, ⼤部分都不是线程安全的. Vector, Stack, HashTable, 是线程安全的(不建议⽤), 其他的集合类不是线程安全的. 3.1多线程环境使⽤ ArrayList 3.1.1.Collections.synchronizedList(new ArrayList; synchronizedList 是标准库提供的⼀个基于 synchronized 进⾏线程同步的 List. synchronizedList 的关键操作上都带有 synchronized,可以使ArrayLis的大多数方法加锁t变成线程安全的。 3.1.2.使⽤ CopyOnWriteArrayList CopyOnWrite容器即写时复制的容器 当我们往⼀个容器添加元素的时候不直接往当前容器添加⽽是先将当前容器进⾏Copy复制 出⼀个新的容器然后新的容器⾥添加元素添加完元素之后再将原容器的引⽤指向新的容器。 这样做的好处是我们可以对CopyOnWrite容器进⾏并发的读⽽不需要加锁因为当前容器不会添 加任何元素。 所以CopyOnWrite容器也是⼀种读写分离的思想读和写不同的容器。 优点: 在读多写少的场景下, 性能很⾼, 不需要加锁竞争. 缺点: 1. 占⽤内存较多. 2. 新写的数据不能被第⼀时间读取到 3.2多线程环境使⽤队列 1. ArrayBlockingQueue 基于数组实现的阻塞队列 2. LinkedBlockingQueue 基于链表实现的阻塞队列 3. PriorityBlockingQueue 基于堆实现的带优先级的阻塞队列 4. TransferQueue 最多只包含⼀个元素的阻塞队列 3.3多线程环境使⽤哈希表(重点) HashMap 本⾝不是线程安全的. 在多线程环境下使⽤哈希表可以使⽤: Hashtable ConcurrentHashMap 1) Hashtable 只是简单的把关键⽅法加上了 synchronized 关键字。 这相当于直接针对 Hashtable 对象本⾝加锁. 如果多线程访问同⼀个 Hashtable 就会直接造成锁冲突. size 属性也是通过 synchronized 来控制同步, 也是⽐较慢的. ⼀旦触发扩容, 就由该线程完成整个扩容过程. 这个过程会涉及到⼤量的元素拷⻉, 效率会⾮常低. 2) ConcurrentHashMap
相⽐于 Hashtable 做出了⼀系列的改进和优化. 以 Java1.8 为例 1读操作没有加锁(但是使⽤了 volatile 保证从内存读取结果), 只对写操作进⾏加锁. 加锁的⽅式仍然是是⽤ synchronized, 但是不是锁整个对象, ⽽是 锁桶 (⽤每个链表的头结点作为锁对象), ⼤⼤降低了锁冲突的概率. 2充分利⽤ CAS 特性. ⽐如 size 属性通过 CAS 来更新. 避免出现重量级锁的情况. 3) 优化了扩容⽅式: 化整为零 发现需要扩容的线程, 只需要创建⼀个新的数组, 同时只搬⼏个元素过去. 扩容期间, 新⽼数组同时存在. 后续每个来操作 ConcurrentHashMap 的线程, 都会参与搬家的过程. 每个操作负责搬运⼀⼩部分元素. 搬完最后⼀个元素再把⽼数组删掉. 这个期间, 插⼊只往新数组加. 这个期间, 查找需要同时查新数组和⽼数组 好了今天就到这里了。
