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java同步容器与并发容器

 
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一、同步容器

 Vector、Hashtable、Collections.synchronizedXxx

每次只能有一个线程访问

当同步容器在迭代过程中被修改将会抛出ConcurrentModificationException

 

二、并发容器

相比同步容器极大提高

1、ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、Queue(ConcurrentLinkedQueue、PriorityQueue)、BlockingQueue、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet

2、ConcurrentHashMap

采用分段锁,任意数量读线程并发访问、读写并发访问、一定数量写线程并发发问,

size和isEmpty精确度稍低

3、CopyOnWriteArrayList

写操作时会发布一个新的副本,但会有一定的开销,迭代多于修改时适合使用

4、BlockingQueue

阻塞方法: put和take

LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue(没有队列,生产者直接给消费者,没有中间者)

5、Deque和BlocingDeque

双端队列

 

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> arrInt = new ArrayList<>();
		for (int i = 0; i < 50; i++) {
			arrInt.add(i + 1);
		}
		final Queue<Integer> queue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
		queue.addAll(arrInt);
		
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				while(!queue.isEmpty()) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ====> " + queue.poll());
				}
			}
		}, "a").start();
		
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				while(!queue.isEmpty()) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ====> " + queue.poll());
				}
			}
		}, "b").start();
		
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				while(!queue.isEmpty()) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ====> " + queue.poll());
				}
			}
		}, "c").start();
		
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				while(!queue.isEmpty()) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ====> " + queue.poll());
				}
			}
		}, "d").start();
		
	}
}

 

三、同步工具类

1、闭锁 CountDownLatch

重要方法:

await()           等待计数器为0,否则一直阻塞

countDown()  计数器减一

package com.sosop.nio2;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CloseLock {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		CountDownLatch begin = new CountDownLatch(1);
		CountDownLatch end   = new CountDownLatch(10);
		
		for (int i = 1; i <= 10; i++) {
			new Thread(new Task(String.valueOf(i), begin, end)).start();
		}
		
		begin.countDown();
		end.await();
	}
}

class Task implements Runnable {
	
	private String name;
	private CountDownLatch begin;
	private CountDownLatch end;
	
	public Task(String name, CountDownLatch begin, CountDownLatch end) {
		this.name   = name;
		this.begin  = begin;
		this.end    = end;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		try{
			System.out.println(name + " is waiting ..." );
			begin.await();
			System.out.println(name + " is working");
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			end.countDown();
		}
	}
}

 

 

 

start.countDown()

end.await()

 

2.FutureTask

可返回结果,通过Callable实现

三状态:等待运行  正在运行  运行结束

get会阻塞到任务完成返回结果

package com.sosop.nio2;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class ClosableLock {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
		
		MyTask task1 = new MyTask(10, 20);
		MyTask task2 = new MyTask(99, 1);
		
		Thread t1 = new Thread(task1);
		t1.start();
		Thread t2 = new Thread(task2);
		t2.start();
		
		System.out.println(task1.get());
		System.out.println(task2.get());
	}
}

class MyTask extends FutureTask<Integer> {
	public MyTask(final int a, final int b) {
		super(new Callable<Integer>() {
			@Override
			public Integer call() throws Exception {
				return a + b;
			}
		});
	}
}

 

 

3.信号量

Semaphore

初始化许可或证书的数量,执行操作前都必须获得许可acquir(),执行完成或使用完成后释放许可release()

package nioTest;

import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class SemaphoreTest {
	public static void main(String[] args) {
		Pool pool = new Pool(1);
		pool.add(1);
		pool.remove(2);
		pool.add(2);
	}
}

class Pool {
	private Semaphore sem;
	private Set<Integer> container;

	public Pool(int size) {
		container = Collections.synchronizedSet(new HashSet<Integer>());
		sem = new Semaphore(size);
	}
	
	public void add(int element) {
		boolean in = false;
		try {
			sem.acquire();
			in = container.add(element);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			if(!in) {
				sem.release();
			}
		}
	}
	
	public void remove(int element) {
		boolean out = container.remove(element);
		if(out) {
			sem.release();
		}
	}
}

  

 

4.栅栏

CyclicBarrier

等待所有线程汇集到一个地方再往下执行

闭锁不能重置但栅栏可以重置

package nioTest;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierTest {

	public static void main(String[] args) {
		new Calculate(88).init().start();
	}
}

class Calculate {
	private Member[] members;
	private CyclicBarrier barrier;
	public Calculate(int count) {
		this.members = new Member[count];
		this.barrier = new CyclicBarrier(count, new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				System.out.println(Calculate.this.total());
			}
		});
	}
	
	public void start() {
		for (int i = 0; i < members.length; i++) {
			new Thread(members[i]).start();
		}
	}
	
	public Calculate init() {
		for (int i = 0; i < members.length; i++) {
			members[i] = new Member(i + 1, barrier);
		}
		return this;
	}
	
	public int total() {
		int total = 0;
		for (Member member : members) {
			total += member.result();
		}
		return total;
	}
}

class Member implements Runnable {

	private int result;
	private CyclicBarrier barrier;
	
	public Member(int result, CyclicBarrier barrier) {
		this.result = result;
		this.barrier = barrier;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		try {
			this.result = this.result * 8;
			System.out.println("waiting ...");
			barrier.await();
			System.out.println("continu ...");
		} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
			return;
		}
	}
	
	public int result() {
		return this.result;
	}
}

 

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