Concurrent包是jdk1.5所提供的一个针对高并发进行编程的包。

1.阻塞式队列 – BlockingQueue

遵循先进先出(FIFO)的原则。阻塞式队列本身使用的时候是需要指定界限的。

在生产者消费者模型中,生产数据和消费数据的速率不一致,如果生产数据速度快一些,消费(处理)不过来,就会导致数据丢失。这时候我们就可以应用上阻塞队列来解决这个问题。

ArrayBlockingQueue – 阻塞式顺序队列

底层是基于数组来进行存储,使用的时候需要指定一个容量,容量指定之后不可改变。— 生产 – 消费模型

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

// 这个队列在创建的时候需要指定容量,容量在指定之后不可变
ArrayBlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(5);

// 添加队列
queue.add(“a”);
queue.add(“b”);
queue.add(“c”);
queue.add(“d”);
queue.add(“e”);

// 如果队列已满,则抛出异常 – IllegalStateException
// queue.add(“a”);
// 返回值标记元素是否成功添加到队列里面
// 如果队列已满,则返回false
// boolean b = queue.offer(“b”);
// System.out.println(b);
// 如果队列已满,会产生阻塞 — 直到这个队列中有元素被取出,才会放开阻塞
// queue.put(“c”);

// 定时阻塞
// 在3s之内如果有元素被取出,那么元素就会添加到队列中
// 如果3s之后队列依然是满的,那么返回false表示添加失败
boolean b = queue.offer(“d”, 3000, TimeUnit.MILLISECONDS);
System.out.println(b);
System.out.println(queue);
}

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LinkedBlockingQueue – 阻塞式链式队列

底层是基于链表(节点)来进行数据的存储。在使用的时候可以指定初始容量,也可以不指定。

如果指定了容量,就以指定的容量为准来进行存储;

如果不指定容量,那么默认容量是 Integer.MAX_VALUE -> 231 – 1。如果不指定容量,一般认为这个容量是无限的。

PriorityBlockingQueue – 具有优先级的阻塞式队列

如果不指定容量,默认容量是11.如果将元素取出,那么会对元素进行自然排序 — 要求存储的对象所对应的类必须实现Comparable,重写compareTo方法,讲比较规则写到方法中;如果进行迭代遍历,那么不保证排序。

SynchronousQueue – 同步队列

只允许存储1个元素。

2.并发映射 – ConcurrentMap

HashMap – 底层依靠数组+链表存储的数据

默认初始容量是16,默认加载因子是0.75f,默认扩容每次增加一倍。本身是一个异步式线程不安全的映射

Hashtable – 同步式线程安全的映射

对外提供的方法都是同步方法

ConcurrentHashMap – 异步式线程安全的映射

在jdk1.8之前,采用分段(分桶)锁, 分段锁采用的是读写锁机制(读锁:允许多个线程读,但是不允许线程写;写锁:允许一个线程写,但是不允许线程读);jdk1.8不再采用锁机制,而是CAS(Compare and Swap)算法, 减小了锁的开销;如果一个桶中的元素个数超过了8个,那么会将这个桶的链表扭转成一棵红黑树(自平衡二叉查找树)结构。

ConcurrentNavigableMap – 并发导航映射

本身是一个接口,所以更多的是使用实现类

ConcurrentSkipListMap – 并发跳跃表映射

跳跃表:为了提高查询效率所产生的一种数据结构

跳跃表是典型的以空间换时间的产物。

跳跃表的时间复杂度是O(logn)

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如果跳跃表中插入新的元素,新的元素是否往上提取,遵循“抛硬币”原则 — 1/2原则

只要保证这个节点有一半的概率被提取就可以

跳跃表适合大量查询而不增删的场景

CountDownLatch – 闭锁 – 线程减锁

对线程neg进行计数,当计数归零的时候会开放阻塞线程继续往下执行

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public class CountDownLatchDemo {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(5);

new Thread(new Teacher(cdl)).start();
new Thread(new Student(cdl)).start();
new Thread(new Student(cdl)).start();
new Thread(new Student(cdl)).start();
new Thread(new Student(cdl)).start();

// 表示让线程阻塞,直到计数归零的时候阻塞才能放开
cdl.await();
System.out.println(“考试结束~~~”);
}
}

class Student implements Runnable {

private CountDownLatch cdl;

public Student(CountDownLatch cdl) {
this.cdl = cdl;
}

@Override
public void run() {

System.out.println(“学生来到考场,准备考试~~~”);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

System.out.println(“学生交卷离开考场”);

// 计数-1
cdl.countDown();
}
}

class Teacher implements Runnable {

private CountDownLatch cdl;

public Teacher(CountDownLatch cdl) {
this.cdl = cdl;
}

@Override
public void run() {

System.out.println(“老师来到考场,准备考试~~~”);
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(“老师收卷离开了考场~~~”);

cdl.countDown();
}
}

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