java.util.concurrent包概览

前言：

java.util.concurrent 包提供了丰富的并发工具和数据结构，使得编写高性能、高可靠性的多线程应用程序变得更加容易。通过合理使用这些工具，可以显著提高程序的并发性能和可维护性。

综述
这个包主要包含以下几大类别的内容：

1. 并发集合

java.util.concurrent 包提供了多个线程安全的集合类，这些集合类在高并发环境下表现更好，避免了使用传统的同步机制（如synchronized关键字）带来的性能瓶颈。

• CopyOnWriteArrayList：线程安全的列表实现，每次修改都会复制整个列表，适用于读多写少的场景。
• CopyOnWriteArraySet：基于CopyOnWriteArrayList的线程安全的集合实现。
• ConcurrentLinkedQueue：无界线程安全队列，基于链表实现。
• ConcurrentSkipListMap 和 ConcurrentSkipListSet：线程安全的跳表实现，支持高效的查找、插入和删除操作。
• BlockingQueue 接口及其实现类（如ArrayBlockingQueue, LinkedBlockingQueue, PriorityBlockingQueue, SynchronousQueue）：线程安全的阻塞队列，适用于生产者-消费者模式。

2. 同步工具

java.util.concurrent 包提供了一些高级的同步工具，帮助解决复杂的并发问题。

• Semaphore：信号量，用于控制同时访问某个资源的线程数量。
• CountDownLatch：倒计时锁存器，允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。
• CyclicBarrier：循环屏障，允许一组线程互相等待到达一个共同的屏障点。
• Exchanger：交换器，允许两个线程在某个汇合点交换数据。
• Phaser：可重用的同步屏障，类似于CyclicBarrier，但更加灵活，支持动态注册和注销参与者。

3. 执行框架

java.util.concurrent 包提供了一个强大的执行框架，用于管理和调度任务。

• ExecutorService：执行服务接口，提供了一种将任务提交与任务执行解耦的方式。
• ThreadPoolExecutor：线程池实现，允许复用已存在的线程，提高性能。
• ScheduledExecutorService：支持定时和周期性任务的执行服务。
• ForkJoinPool：分叉/合并框架的线程池实现，适用于可以分解为子任务的计算密集型任务。
• Future 和 CompletableFuture：表示异步计算的结果，支持回调和组合操作。

4. 原子变量

java.util.concurrent.atomic 包提供了一系列原子操作类，这些类使用硬件级别的原子指令实现，性能非常高。

• AtomicBoolean：原子布尔值。
• AtomicInteger 和 AtomicLong：原子整数和长整数。
• AtomicReference：原子引用。
• AtomicIntegerArray, AtomicLongArray, AtomicReferenceArray：原子数组。
• AtomicIntegerFieldUpdater, AtomicLongFieldUpdater, AtomicReferenceFieldUpdater：用于更新对象字段的原子更新器。

5. 锁和条件

java.util.concurrent.locks 包提供了一系列锁和条件变量，用于更细粒度的同步控制。

• Lock 接口及其实现（如ReentrantLock）：可重入锁，支持公平和非公平模式。
• ReadWriteLock 接口及其实现（如ReentrantReadWriteLock）：读写锁，允许多个读线程同时访问，但写线程独占访问。
• Condition：条件变量，用于在锁上等待和通知线程。