许吉友 - 运维

Java 并发包

java.util.concurrent 中包含了一些线程安全的工具集,大多数是集合类和锁。

参考:https://juejin.cn/post/6844903796485668872#comment

阻塞队列 BlockingQueue

java.util.concurrent 包里的 BlockingQueue 接口表示一个线程放入和提取实例的队列。本小节我将给你演示如何使用这个 BlockingQueue。

BlockingQueue 通常用于一个线程生产对象,而另外一个线程消费这些对象的场景。下图是对这个原理的阐述:

一个线程往里边放,另外一个线程从里边取的一个 BlockingQueue。

一个线程将会持续生产新对象并将其插入到队列之中,直到队列达到它所能容纳的临界点。也就是说,它是有限的。如果该阻塞队列到达了其临界点,负责生产的线程将会在往里边插入新对象时发生阻塞。它会一直处于阻塞之中,直到负责消费的线程从队列中拿走一个对象。

负责消费的线程将会一直从该阻塞队列中拿出对象。如果消费线程尝试去从一个空的队列中提取对象的话,这个消费线程将会处于阻塞之中,直到一个生产线程把一个对象丢进队列。

ConcurrentMap

java.util.concurrent.ConcurrentMap 接口表示了一个能够对别人的访问(插入和提取)进行并发处理的 java.util.Map。 ConcurrentMap 除了从其父接口 java.util.Map 继承来的方法之外还有一些额外的原子性方法。

既然 ConcurrentMap 是个接口,你想要使用它的话就得使用它的实现类之一。java.util.concurrent 包具备 ConcurrentMap 接口的以下实现类:ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap 和 java.util.HashTable 类很相似,但 ConcurrentHashMap 能够提供比 HashTable 更好的并发性能。在你从中读取对象的时候 ConcurrentHashMap 并不会把整个 Map 锁住。此外,在你向其中写入对象的时候,ConcurrentHashMap 也不会锁住整个 Map。它的内部只是把 Map 中正在被写入的部分进行锁定。

另外一个不同点是,在被遍历的时候,即使是 ConcurrentHashMap 被改动,它也不会抛ConcurrentModificationException。尽管 Iterator 的设计不是为多个线程的同时使用。

HashTable是一个线程安全的类,它使用synchronized来锁住整张Hash表来实现线程安全,即每次锁住整张表让线程独占,相当于所有线程进行读写时都去竞争一把锁,导致效率非常低下。ConcurrentHashMap可以做到读取数据不加锁,并且其内部的结构可以让其在进行写操作的时候能够将锁的粒度保持地尽量地小,允许多个修改操作并发进行,其关键在于使用了锁分段技术。它使用了多个锁来控制对hash表的不同部分进行的修改。对于JDK1.7版本的实现, ConcurrentHashMap内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分,每个段其实就是一个小的Hashtable,它们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上,它们就可以并发进行。JDK1.8的实现降低锁的粒度,JDK1.7版本锁的粒度是基于Segment的,包含多个HashEntry,而JDK1.8锁的粒度就是HashEntry(首节点)。

ConcurrentHashMap在JDK 7和8之间的区别