一.BlockingQueue

在Concurrent包中，BlockingQueue很好的解决了多线程中，如何高效安全“传输”数据的问题。通过这些高效并且线程安全的队列类，为我们快速搭建高质量的多线程程序带来极大的便利。本文详细介绍了BlockingQueue家庭中的所有成员，包括他们各自的功能以及常见使用场景。

BlockingQueue中的方法

BlockingQueue 的核心方法

1.放入数据

add(E): boolean

    public boolean add(E e) {
        if (offer(e))
            return true;
        else
            throw new IllegalStateException("Queue full");
    }
将指定的元素插入到此队列中（如果立即可行且不会违反容量限制），在成功时返回 true，如果当前没有可用空间，则抛出 IllegalStateException。

offer(E e): boolean

offer(E e, long timeout, TimeUnit unit): boolean

    public boolean offer(E e) {
        checkNotNull(e);
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            if (count == items.length)
                return false;
            else {
                enqueue(e);
                return true;
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

//方法内部通过 putIndex 索引直接将 元素添加到数组 items
    private void enqueue(E x) {
        // assert lock.getHoldCount() == 1;
        // assert items[putIndex] == null;
        final Object[] items = this.items;
        items[putIndex] = x;
        if (++putIndex == items.length)
            putIndex = 0;// 当putIndex 等于数组长度时，将 putIndex 重置为 0
        count++;
        notEmpty.signal();//唤醒处于等待状态下的线程，表示当前队列中的元素不为空,如果存在消费者线程阻塞，就可以开始取出元素
    }

将指定元素插入到此队列的尾部（如果立即可行且不会超出此队列的容量），在成功时返回 true，如果此队列已满，则返回 false。当使用有容量限制的队列时，此方法通常要优于 add 方法，后者可能无法插入元素，而只是抛出一个异常。

put(E e): boolean

public void put(E e) throws InterruptedException {
        checkNotNull(e);
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();//这个也是获得锁，但 是和lock的区别是，这个方法优先允许在等待时由其他线程调 用等待线程的 interrupt 方法来中断等待直接返回。而 lock 方法是尝试获得锁成功后才响应中断

        try {
            while (count == items.length)
                notFull.await();//队列满了的情况下，当前 线程将会被 notFull 条件对象挂起加到等待队列中
            enqueue(e);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
将指定元素插入到此队列的尾部，如有必要，则等待空间变得可用。

2.获取数据

poll() 取走BlockingQueue里排在首位的对象

poll(long timeout, TimeUnit unit)同poll ,限制了超时时间

take():取走BlockingQueue里排在首位的对象,若BlockingQueue为空,阻断进入等待状态直到BlockingQueue有新的数据被加入;

drainTo():一次性从BlockingQueue获取所有可用的数据对象（还可以指定获取数据的个数），通过该方法，可以提升获取数据效率；不需要多次分批加锁或释放锁。

JUC提供的阻塞队列

使用案例

生产者消费者的实际使用
用户注册的时候，在注册成功以后发放积分。

主要考虑两方面的问题：
1.性能。注册时需要创建用户和发放积分，假设创建需要1s，发放积分需要1s，注册过程就会大于2s
2.耦合。添加用户和增加积分，可以认为是两个领域，也就是说，增加积分并不是注册必须要具备的功能，但是一旦增加积分这个逻辑出现异常，就会导致注册失败。

public class BlockingQueueTest {
    //用线程池是为了熟悉线程池，无伤大雅
    private final ExecutorService addIntegral =
            new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

    private final ExecutorService createUser =
            new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

    private ArrayBlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(10);

    private volatile boolean isRunning = true;
    {
        init();
    }

    private class User {
        private String name;

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    }

    public  boolean register() {
        createUser.execute(()->{
            while (true){
                User user = new User();
                user.setName("dage");
                addUser(user);
//        sendPoints(user);
                queue.add(user);
            }
        });
        return true;
    }

    public void addUser(User user) {
        System.out.println("添加用户:" + user.getName());
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void sendPoints(User user) {
        System.out.println("发送积分给指定用户:" + user);
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void init() {
        addIntegral.execute(() -> {
            while (isRunning) {
                try {
                    User user = (User) queue.take();
                    sendPoints(user);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }

    public static void main(String[] args) {
         new BlockingQueueTest().register();

    }
}

二.JUC中的原子操作类

多线程下可使用的线程安全的类
原子性这个概念，在多线程编程里是一个老生常谈的问题。 所谓的原子性表示一个或者多个操作，要么全部执行完，要么一个也不执行。不能出现成功一部分失败一部分的情况。
多线程里面，要实现原子性，有几 种方法，其中一种就是加 Synchronized 同步锁。而从 JDK1.5 开始，在 J.U.C 包中提供了 Atomic 包，提供了对于常用数据结构的原子操作。它提供了简单、高效、以及线程安全的更新一个变量的方式。

1. 原子更新基本类型
AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong
2. 原子更新数组
AtomicIntegerArray 、 AtomicLongArray 、AtomicReferenceArray
3. 原子更新引用
AtomicReference 、 AtomicReferenceFieldUpdater 、AtomicMarkableReference(更新带有标记位的引用类 型)
4. 原子更新字段 
AtomicIntegerFieldUpdater、AtomicLongFieldUpdater、 AtomicStampedReference

AtomicInteger 分析

贯彻大部分AtomicInteger 中方法的变量valueOffset，通过 unsafe.objectFieldOffset() 获取当前 Value 这个变量在内存中的偏移量。后续多个方法中都通过比较valueOffset 和expect 值，然后更新AtomicInteger 的值。

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

 public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }
    public final int getAndDecrement() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1);
    }

private AtomicInteger integer= new AtomicInteger(0);
public void atomicIntegerTest(){
        while (true){
            new Thread(()->{
                System.out.println(integer.getAndDecrement());
            }).start();
            new Thread(()->{
                System.out.println(integer.getAndDecrement());
            }).start();
            new Thread(()->{
                System.out.println(integer.getAndDecrement());
            }).start();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
     new BlockingQueueTest().atomicIntegerTest();;
    }