volatile
- volatile的写内存语义是直接刷新到主内存中,读的内存语义是直接从主内存中读取,从而保证了可见性
- 禁止指令重排 保证多线程的数据安全
- 原理:Java内存模型,线程的工作内存(本地内存) 刷新到主内存的时机是不固定的,可能是需要和主内存有交互的时候,比如join,unLock等,所以想要实现立即可见就必须要加锁或者用volatile, 而volatile是轻量级的,所以在只有变量可见的需求下可以使用它,但是它并不能保证数据的原子性。
- 如果需要保证数据的原子性需要用到同步锁或者是atomic
atomic
- atomic不能保证ABA问题
- 可以保证变量原子性和可见性(内部的value是用volatile修饰),不能保证代码块的原子性,和多变量的原子性,在复杂的并发场景还是需要sync和lock
- atomic是乐观锁,lock是悲观锁
- atomic 的原理是CAS自旋,就是CPU用旧的预期值和新值进行比较,比较通过才赋值,否则提交失败,所以在高并发场景如果一直比较不通过的话会比较消耗性能,只适合在简单场景单个变量的时候适用
ConcurrentHashMap
- Java1.7之前ConcurrentHashMap 使用分段锁Segment,数据结构和HashMap类似的HashEntry,包含key、hash、value和next,通过hash找到对应的Segment,然后添加到链表结构的HashEntry力,get不加锁,因为table变量有volatile修饰,put的时候不会直接加锁,,交给Segment去加锁(Segment继承ReentrantLock) 默认容量是16,最大支持线程数16,创建后不可修改
- Java 1.8后,废弃分段锁,优化数据结构,Segment变为Node,但是结构一样,当桶中的元素数量达到一定阈值时,链表结构将转变为红黑树,哈希表的每个Node独立加锁,读操作不需要锁,写操作锁定单个node,然后区分是链表还是红黑树进行赋值 同步逻辑基于 Node + CAS + synchronized 参考文章
- 1.7和1.8两个版本的比较,1.8支持红黑数切换,查询效率会高一些,1.7对单个Segment操作利用ReentrantLock上锁,1.8对单个Node做了区分化处理,只有在槽点有值的情况才会用synchronized锁,否则是CAS赋值
- ConcurrentHashMap不支持null的key,value,否则抛异常
Condition
- Condition是配合ReentrantLock使用的一个多线程条件控制类,类似于使用synchronized时候的, wait,notify,不同的是,Condition的使用更加灵活,可以支持超时取消,防止死锁,还可以在其他线程执行中断操作
Semaphore
- Semaphore可以控制指定数量的线程访问资源,通过使用semaphore.acquire(),和semaphore.release()在区间内的代码块只定数量线程执行
CountDownLatch
- 设置一个线程计数器,在需要的地方调用await(),await()方法返回的条件是计数器归零,递减调用的是countDown()
LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue
- 区别是链表和数组,LinkedBlockingQueue生产者的锁PutLock,消费者的锁takeLock,ArrayBlockingQueue是一把锁,多线程LinkedBlockingQueue吞吐量会高一些但是会封装Node,对内存消耗要大一点,ArrayBlockingQueue需要指定一个容量,LinkedBlockingQueue默认是intmax