一、ThreadLocal:线程局部变量,是一种多线程间并发访问变量的解决方案。与其synchronized等枷锁的方式不同,ThreadLocal完全不提供锁,而是以空间换时间的手段,为每个线程提供变量的独立副本,以保障线程安全。从性能上说,ThreadLocal不具备绝对的优势,在并发不是很高的时候,枷锁的性能会更好,但作为一套与锁完全无关的线程解决方案,在高并发量或者竞争激烈的场景,使用ThreadLocal可以在一定程度上减少锁竞争。
二、并发类容器介绍
ConcurrentHashMap:hashtable的替代品。
CopyOnWriteArrayList:Vector的替代品。
ConcurrentLinkedQueue和LinkedBlockingQueue,前者是高性能的队列,后者是以阻塞形式的队列。
Queue的是先类还有很多:如ArrayBlockingQueue、PrirotyBlockingQueue、SynchronousQueue等;
1、ConcurrentMap接口有两个重要的实现类:ConcurrentHashMap和ConcurrentSkipListMap(支持并发排序功能,弥补ConcurrentHashMap不足)。
ConcurrentHashMap内部使用分段(Segment)锁。每个段其实就是以个小的hashsTable,他们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上,他们就可以并发进行。把一个整体分成了16个段(Segment)。也就是最高支持16个线程的并发修改操作。这也是在多线程场景时减小锁的粒度从而降低锁竞争的一种方案。并且代码中大多共享变量使用Volatile关键字生命,目的是第一时间获取修改的内容,性能非常好。
2、CopyOnWrite:CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。
CopyOnWrite是写时复制的容器,通俗的理解是当我们往一个容器中添加元素的时候,不直接往当前容器中添加,而是先将当前容器进行Copy,复制出一个新的容器,然后新的容器里添加元素,元素添加完后,再将原容器的引用指向新的容器。这样做的好处是我们可以对CopyWrite容器进行并读,而不需要枷锁,因为当前容器不会添加任何元素,所以CopyOnWrite容器也是一种读写分离的思想,读和写不同的容器。
3、并发Queue:一个是以ConcurrentLinkedQueue为代表的高性能和LinkedBlockingQueue接口为代表的阻塞队列。都是继承自Queue。
ConcurrentLinkedQueue是一个适用于高并发场景下的队列,通过无锁的方式,实现了高并发状态下的高性能,通常ConcurrentLinkedQueue性能好于BlockingQueue,它是基于链接点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则。且不允许null元素。
ConcurrentLinkedQueue的重要方法:
add()和offer()都是加入元素的方法:在ConcurrentLinkedQueue中,俩方法无任何区别。
poll()和peek()都是取头元素的节点,区别在于前者会删除元素,后者不会。
BlockingQueue接口:
ArrayBlockingQueue:基于数组的队列实现,在ArrayBlockingQueue内部,维护了一个定长数组,以便缓存队列中的数据对象,其内部没有实现读写分离,也就意味着生产者和消费者不能完全并行,长度是需要定义的,可以制定先进先出或者先进后出,也叫有界队列。
LinkedBlockingQueue:基于链表的阻塞队列,同ArrayBlockingQueue类似,其内部也维持着一个数据缓冲队列(该队列由一个链表构成),LinkedBlockingQueue之所以能够高效的处理并发数据,是因为其内部实现采用分离锁(读,写分离两个锁),从而实现生产者和消费者完全并行运行,它是一个无界队列。
SynchronousQueue:一种没有缓冲的队列,生产者产生的数据直接会被消费者获取并消费。
ProrityBlockingQueue:基于优先级的阻塞队列(优先级的判断通过构造函数传入的Compator对象来决定,也就是说传入队列的对象必须实现Comparable接口),在实现ProrityBlockingQueue时,内部控制线程同步的锁采用的是公平锁,他也是一个无界队列。
DelayQueue:带有延迟时间的Queue,其中的元素只有当其指定的延迟时间到了,才能够从队列中获取到该元素。DelayQueue中的元素必须实现Delay接口,DelayQueue是一个没有大小限制的队列,应用场景很多,比如对缓冲超市的数据进行移除,任务超时处理、空闲链接的关闭等等。
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