Java concurrent包中常用的类

最新推荐文章于 2024-10-23 11:47:26 发布

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本文深入解析了Atomic类的CAS操作原理，ConcurrentHashMap的锁分段技术，CopyOnWriteArrayList的写时复制策略，CopyOnWriteArraySet的实现方式，以及ArrayBlockingQueue的有界阻塞队列特性。

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1、 Atomic类

基于 compareAndSwap，即CAS操作实现。 CAS指令有两个步骤：冲突检测和更新操作。

CAS指令需要3个操作数：内存位置（V），旧的预期值（A），新值（B）。CAS指令执行时，首先比较内存位置V处的值和A的值是否相等（冲突检测），如果相等，就用新值B覆盖A（更新操作），否则，就什么也不做。

2、ConcurrentHashMap

（1）、使用锁分段技术。ConcurrentHashMap不是将每个方法上在同一个锁上同步使得一次只能有一个线程访问容器，而是使用一种粒度更细的锁机制来实现更大程度上的共享，这种机制称为“分段锁”。

在这种机制中，任意数量的读取线程可以并发的访问Map，执行读取操作的线程和执行写入操作的线程可以并发的访问Map，并且一定数量的线程可以并发的修改Map。

ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment是一种可重入锁ReentrantLock，在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色，HashEntry则用于存储键值对数据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组，Segment的结构和HashMap类似，是一种数组和链表结构，一个Segment里包含一个HashEntry数组，每个HashEntry是一个链表结构的元素，每个Segment守护者一个HashEntry数组里的元素,当对HashEntry数组的数据进行修改时，必须首先获得它对应的Segment锁。

具体参见这里ConcurrentHashMap源码之put和get方法

3、 CopyOnWriteArrayList

使用了一种叫写时复制的方法，当有新元素添加到CopyOnWriteArrayList时，先从原有的数组中拷贝一份出来(是将整个数组元素都复制出来），然后在新的数组做写操作，写完之后，再将原来的数组引用指向到新数组。

读操作不用加锁，写操作需要加锁，不然多线程会复制出多个版本出来。

4、 CopyOnWriteArraySet

CopyOnWriteArraySet是通过CopyOnWriteArrayList实现的，并不是基于散列表。

5、 ArrayBlockingQueue

一个由数组结构组成的有界阻塞队列。