并发编程 - 原子量与阻塞队列

Atomic类 - 线程安全类型

Atomic类的相关操作，底层实现依赖Unsafe类中的原子指令实现(如CAS) + volatile。

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;

    // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    private static final long valueOffset;

    static {
        try {
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

    private volatile int value;

    // 原子操作 - 比较并设置
    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }
}

// 计数器 - Test
public class AtomicTest {
    private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0; i < 1024; i++){
            new Thread(()->{
                int k = count.getAndIncrement();
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(k);
            }).start();
        }
    }
}

阻塞队列 - BlockingQueue

阻塞队列为生产者消费者模式的具体实现，实现消息生产和消费的异步化(解耦)

阻塞队列类型

-- BlockingQueue --	describe
ArrayBlockingQueue	数组实现的有界阻塞队列, 此队列按照先进先出（FIFO）的原则对元素进行排序。
LinkedBlockingQueue	链表实现的有界阻塞队列, 此队列的默认和最大长度为Integer.MAX_VALUE。此队列按照先进先出的原则对元素进行排序
PriorityBlockingQueue	支持优先级排序的无界阻塞队列, 默认情况下元素采取自然顺序升序排列。也可以自定义类实现 compareTo()方法来指定元素排序规则，或者初始PriorityBlockingQueue时，指定构造参数 Comparator 来对元素进行排序。
DelayQueue	优先级队列实现的无界阻塞队列
SynchronousQueue	不存储元素的阻塞队列, 每一个 put 操作必须等待一个 take 操作，否则不能继续添加元素
LinkedTransferQueue	链表实现的无界阻塞队列
LinkedBlockingDeque	链表实现的双向阻塞队列

阻塞队列API

	抛出异常	特殊值	阻塞	超时
插入	add(e)	offer(e) - true/false	put(e)	offer(e, time, unit) - 超时fasle
移除	remove(e)	poll() - E/NULL	take()	poll(time, unit) - 超时NULL
检查	element()	peek() - E/NULL	无	无

// 内部实现是lock + 两个condition
public class BlockingQueueTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        BlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(4);

        // 第一组，会抛出异常
        queue.add(1);           // 插入元素
        queue.remove();         // 移除元素
        queue.element();        // 检索但不移除队首元素

        // 第二组，返回特殊值 offer - false, pool - NULL， peek - NULL
        queue.offer(2);     // 插入元素
        queue.poll();           // 移除元素
        queue.peek();           // 检索但不移除队首元素

        // 第三组，阻塞
        queue.put(3);       // 插入元素 - 队满阻塞
        queue.take();           // 移除元素 - 队空阻塞

        // 第四组，限时阻塞
        queue.offer(4,1000, TimeUnit.SECONDS);   // 插入元素 - 超时false
        queue.poll(1000,TimeUnit.SECONDS);           // 移除元素 - 超时NULL
    }
}