J.U.C包简介

  本文主要是在拜读了《java并发编程的艺术》之后的一个总结，对相关重点进行结构性的梳理。这本书写的还是相当赞的，还是比较符合个人的思维方式。《java并发编程实战》阅读起来还是相对晦涩些，建议读者先看《java并发编程的艺术》，再啃《java并发编程实战》这本书，并没有变低或者抬高谁的意思。

some words

  juc包是jdk1.5之后引入的，并且是以api的方式，是一个叫Doug Le的大神写的。那问题来了，既然是一个人写的，那为什么不是我写的，既然是一个人写的 ，为什么早不写晚不写恰恰在jdk1.5时引入。这就涉及到一个背景，从jdk1.5开始，java使用新的JSR-133内存模型，而JSR-133增强了volatile关键字的内存语义，这只是一个开始。由下至上的总结下：

volatile、CAS、final

  像指令重排序、内存屏障这些词汇可以查找相关文献 理解下到底是什么含义。volatile它的作用就是保证数据的可见性，volatile变量写的内存语义：当写一个volatile变量时，jmm会把该线程对应的本地内存中的共享变量值刷新到主内存中；volatile变量读的内存语义：当读一个volatile变量时，jmm会把该线程对应的本地内存置为无效。线程接下来将从主内存中读取共享变量（普通变量 线程都会在自己本地内存拷贝一份，写的时候并不会刷主存，读的时候直接拿来用，并发时作为共享变量当然会有问题了）。那volatile怎么做到的呢？其实在volatile写操作之前会插入一个SS屏障，写操作之后插入一个SL屏障。volatile读操作之后插入一个LL屏障和一个LS屏障。屏障对应到底层就是一个特殊的指令了，反正目的就是避免volatile变量和其他变量的重排序，并保证可见性。像java语言内置的Synchronized关键字编译之后底层也是插入了相关的特殊指令。
  CAS（compare and swap）是一个组合操作（读-改-写），但是它会保证操作的原子性，它基于处理器提供的高效机器级别的原子指令，依赖底层硬件支持。更深入的介绍可以查看相关资料。
  volatile和CAS是juc包的基石。顺带介绍下final关键字，它的作用就是final的引用不能从构造函数中“溢出”，什么意思？就是在构造一个对象时，它里面的final域会先初始化。这是在final关键字修辞成员变量时的作用，在修辞局部变量或者参数时，仅仅是保证final引用不可变而已，编译之后相关信息会被擦除。

AQS

  AbstractQueuedSynchronizer（同步器）是用来构建锁或者其他同步组件的基础框架。它是一个模板类，子类可重写的五个方法有：tryAcquire（），tryRelease（），tryAcquireShared（），tryReleaseShare（）及isHeldExclusively（）。第一二个方法独占锁使用，三四个方法共享锁使用。第五个方法表示是否被当前线程所独占。它里面有一个volatile int state 变量，用于记录状态，还有一个FIFO的CLH队列，这个队列持有被阻塞线程的引用。具体细节可以查看相关资料

锁及同步组件

  这里介绍几个比较典型的类。其实他们大多数都是实现了Lock接口然后定义一个内部类继承于AQS（为啥用内部类，可自行google），或者组合相关类。
  ReentrantLock 它是一个可重入的排他锁，这点和Synchronized的语义类似。
  ReadWriteLock 读写锁 。好奇的是AQS只有一个state变量，它是怎么做到同时记录读、写两个状态的。其实 它把state变量分为了两部分，高16位用于记录读状态，低16位用于记录写状态。使用场景当然是用于读多写少的 场景了。
  CountDownLatch 底层实现很简单，内部类直接实现了AQS。
  ConcurrentHashMap 里面segment继承了ReentrantLock 。分segment锁，锁的粒度小，就可以并发访问了。写操作是加锁的，读不加锁。解决hash冲突的方式和hashmap一样，放在链表头，为什么要放在链表头，因为next属性是final的。
  这里说到了锁Lock，锁当然会阻塞线程了。它是怎么阻塞线程的呢？调用LockSupport类的park（）方法，唤醒线程用unpark（）方法。park（）和unpark（）方法是如何阻塞和唤醒线程的呢？它其实是调用了Unsafe类提供的方法，Unsafe是如何阻塞和唤醒线程呢？其实就是一个本地系统调用了，声明为native的方法。unsafe是个后门类，有很多超级方法。我们不能直接使用Unsafe类，它进行了安全认证，但我们可以通过反射来使用。具体细节可以google

Executor框架

  我们知道线程池处理任务的时候。处理流程是 ：核心线程（CorePoreSize）池->queue->最大线程（maximumPoolSize），其中核心线程数和最大线程数这两步会获取全局锁，这会是一个严重的伸缩瓶颈（通常都会实现预热Executor使线程数大于或等于CorePoreSize）。线程池里的线程之所以不停的执行任务，是因为线程的run方法是一个for（）无限循环，在里面不停的执行我们提交的Runnable任务。
  我们知道了增长的顺序，那如何线程怎么回收呢。默认情况下如果普通线程获取不到任务的这个线程将会被回收，获取任务的方法就是poll（），获取不到任务就会退出上面说的for循环。它有个时间参数，这个时间就是我们初始化线程池时设置的timeOut参数。逻辑就是如果线程空闲时间到了timeOut这个线程会被回收。这个是最大线程减少逻辑。那核心线程什么时候被回收呢？正常情况下核心线程是不会被回收的，因为核心线程获取任务的方法是take（），如果获取不到任务它将被一直阻塞，所以 如果我们初始化了一个线程池但是没有shutDown（），将会导致整个jvm进程不会退出，因为核心线程一直没有被回收呢。那不正常情况是啥，我们设置allowCoreThreadTimeOut为true就行了（默认为false），这样核心线程获取任务的方法变为poll()，超时获取不到任务就会被回收了。
  本文只是简单的介绍了下juc包，具体细节还请查阅相关书籍。系统的组织看到的东西便于记忆，不然时间久来容易忘记。纯文字记录阅读起来相对枯燥。

参考资料：

Java并发编程的艺术（方腾飞、魏鹏、程晓明）
http://www.cnblogs.com/nullzx/p/5175574.html
http://extremej.itscoder.com/threadpoolexecutor_source/

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