JAVA 并发-下

六.阻塞队列

　　阻塞队列：当试图向队列添加元素而队列已满，或是想从队列移出元素而队列为空的时候。阻塞队列导线程阻塞。

　　方法：队列当作线程管理工具使用，用到put和take方法

　　　　　试图想满的队列添加或从空的队列移出元素，add、remove和element操作抛出异常

　　　　　因为无法知道何时队列空或满，因此一定要用offer，poll和peek方法作为替代

七.线程安全的集合

　　线程安全的实现：多线程并发修改一个数据结构时，很容易破坏这个数据结构，线程安全地实现可以替代锁更容易实现，来保护共享数据结构。

7.1 高效的映射、集和队列

　　java.util.concurrent包：提供了映射、有序集和队列的高效实现：ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet和ConcurrentLinkedQueue

7.2 映射条目的原子更新

　　compute：调用compute方法可以提供一个键和一个计算数值的函数。这个函数可以接受键和相关联的值（如果没有值，则为null）。

　　merge：这个方法可以非常方便地实现首次增加一个键，有一个参数表示键不存在时使用的初始值。

7.3 对并发散列映射的批操作

　　批操作：会遍历映射，处理遍历过程中找到的元素。

　　三种操作：

　　·搜索(search)为每个键或值提供一个函数，直到函数生成一个非null的结果，搜索中止，返回这个函数的结果

　　·归约(reduce)组合所有键或值，使用它提供的一个累加函数。

　　·forEach为所有键或提供一个函数

7.4 并发集视图

　　假设想得到一个大的线程安全地集而不是映射，即不是ConcurrentHashSet类

　　静态newKeySet方法：生成一个Set<K>　

    Set<String> words = ConcurrentHashMap.<String>newKeySet();

7.5 写数组的拷贝

　　CopuOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet是线程安全的集合。

　　当构建一个迭代器时，它包含一个对当前数组的引用，如果数组后来被修改了，迭代器任然用旧数组，旧的迭代器拥有一致的(可能过时的)视图，访问它无须任何同步开销。

7.6 并行数组算法

　　Arrays类提供了大量并行化操作。

　　静态Arrays.parallelSort方法：可以对一个基本类型值或对象的数组排序。

　　parallelSetAll方法：用由一个函数计算得到的值填充一个数组。

　　parallelPrefix方法：它会用对应一个给定结合操作的前缀的累加结果替换各个数组元素，例如：

　　考虑数组 [1,2,3,4,...]和 × 操作。执行Arrays.parallelPrefix(values,(x,y)->x*y)之后，数组将包含 [1, 1× 2, 1× 2× 3, 1× 2× 3× 4,...]

7.7 Callable与Future

　　Callable：Runnable封装一个异步运行的任务，可以把它想想成为一个没有参数和返回值的异步方法。Callable与Runnable类似，但是有返回值。

    public interface Callable<V>
    {
        V call() throw Exception;
    }

　　类型参数是返回值的类型，如 Callable<Integer> 表示一个返回Integer对象的异步运算。

　　Future：保存异步计算的结果。可以启动一个计算，将Future对象交给某个线程，可以忘掉它，Future对象的所有者在结果计算好之后就可以获得它。

 

九. 执行器

　　执行器(Executor)类有许多静态工厂方法用来构建线程池。

　　线程池的特点：线程池中包含许多准备运行的空闲线程，将Runnable对象交给线程池，就会有一个线程调用run方法。当run方法退出时，线程池也不会死亡，而是在池中准备下一个请求服务。同时线程池具有减少并发线程的作用。

9.1 线程池

　　线程池(thread pool)：如果程序中创建了大量的生命期很短的线程，应该使用线程池(thread pool)。

　　newCachedThreadPool方法构建了一个线程池；newFixedThreadPool方法构建一个具有固定大小线程池；newSingleThreadExecutor是一个退化了大小为1的线程池，由1个线程执行

　　ExecutorService接口的ThreadPoolExecutor类：由上面三个方法返回实现

　　可用下面方法之一将Runnable对象或Callable对象提交给ExecutourService：

　　Future<?> submit(Runnable task)

　　Future<T> submit(Runnable task, T result)

　　Future<T> submit(Callaable<T> task)

9.2 预定执行(Scheduled Execution)

　　预定执行:ScheduledExecutorService接口具有预定执行或重复执行任务而设计的方法。

　　预定执行的特点：可以预定Runnable或Callable在初始的延迟之后只运行一次。也可以预定一个Runnable对象周期性地运行

9.3 控制任务组

　　控制任务组：使用执行器可以控制一组相关任务。例如，可以在执行器中使用shutdownNow方法取消所有的任务。

　　invokeAny方法提交所有对象到一个Callable对象的集合中，并返回某个已经完成了的任务的结果。

9.4 Fork-Join 框架

　　一些应用可能对每个处理器内核使用一个线程，来完成计算密集型任务，如图像和视频，fork-join专门用来支持这一类应用。

　　fork-join框架使用了智能方法来平衡可用线程的工作负载。每个线程都有一个双端队列(deque)来完成任务。

9.5 可完成Future

　　CompletabelFuture类：与事件处理器不同，可完成future可以“组合”(composed).

　　可完成future：可以指定你希望做什么，以及希望用什么顺序做这些工作，虽然不会立即发生，但是重要的是代码放在一起。

十. 同步器

　　java.util.concurrent包包含了几个能帮助人们管理相合作的线程集的类，如CyclicBarrier类，Phaser类等

10.1 信号量

　　一个信号量管理许多的许可证(permit)。为了通过信号量，线程通过调用acquire 请求许可。其他线程可以通过调用relase释放许可。

10.2 倒计时门栓

　　(CountDownLatch)倒计时门栓：让一个线程集等待直到计数变为0；倒计时门栓是一次性地，一旦计数为0，就不能再重用了。

10.3 障栅

　　障栅(barrier):CyclicBarrier类实现了一个集结点称为障栅。

　　障栅的特点：当一个线程完成了它的那部分后，让它运行到障栅处。一旦所以的线程都达到了障栅处，我们就撤销障栅，让线程继续运行。

　　障栅是循环的，可以在所有等待线程被释放后重用。

10.4 交换器

　　当两个线程在同一个数据缓冲区的两个实例上工作的时候，就可以使用交换器(Exchanger)

10.5 同步队列

　　当一个线程调用SynchronousQueue的put方法时，它会阻塞直到另一个线程调用take方法为止，反之亦然，与Exchanger的情况不同，数据仅仅沿一个方向传递。