JAVA 安全与并发

在现在的互联网环境,对于并发和安全的依赖,变得越来越重要。而想学好一门语言,就变得至关重要了。我们决定从以下几方面来述说安全与并发。其中包括原子类、JUC、AQS、锁等。

原子类

在JAVA中有一种类,是以Atomic开头的,比如AtomicInteger、AtomicLong、AtomicDouble、AtomicBoolean等,成为JAVA中的原子类(since 1.5)。

而对于原子类来说,保证其并发的一致性,是CAS操作(CompareAndSwap)。即当一个数符合指定的期望值时,再进行更新,否则不会进行更新。

缺点:

  1. 对于ABA问题不能良好的解决。
  2. CPU消耗高,开销大。
需要一说的是AtomicLong和LongAdder类的使用。
为什么会有LongAdder(since 1.8)呢,因为JAVA对于64位(AtomicLong)的操作时分成两个32位进行操作的。
在单线程时,AtomicLong的效率是高于LongAdder的;
但对于多线程,LongAdder的效率是呈倍数高于AtomicLong的。因为LongAdder会将单点更新的压力分散到各个节点(Cell)。
在多线程统计数时,如果有并发更新,LongAdder会出现数据误差。
对于序列号,建议采用AtomicLong。

同理还有AtomicDouble和DoubleAdder。

Tips:ABA问题:一个数从A变到B,再变回A的过程。如果刚开始拿到A,在CAS之前经过ABA,在比较时则还是A,变的是里。此时需要AtomicStampedReference,这个类在使用时,会有用户指定的版本(stamp)。
如果需要对某一段代码只执行一次,使用AtomicBoolean就可以了。

参考:jdk1.8 LongAdder源码学习
LongAdder是根据ConcurrentHashMap这类为并发设计的类的基本原理——锁分段,来实现的,它里面维护一组按需分配的计数单元,并发计数时,不同的线程可以在不同的计数单元上进行计数,这样减少了线程竞争,提高了并发效率。本质上是用空间换时间的思想,不过在实际高并发情况中消耗的空间可以忽略不计。


容器

JAVA与集合


AQS

AQS,AbstractQueuedSynchronizer,其核心是一个线程等待队列,采用的是一个先进先出FIFO队列。可以同时实现共享锁和排它锁(但一般同时只适用一个)。以下是基于AQS的工具类。

CountDownLatch

一个递减闭锁(门闩)。适合指定线程执行完以后进行别的处理的操作。
主要方法:
countDownLatch.countDown()递减1,直到减为0.
countDownLatch.await()当该countDownLatch减为0时,才可以从此路过,走后面的方法。

Semaphore

适合控制同时并发的线程数。
主要方法:
semaphore.acquire()获取线程数,默认为1。
semaphore.release()释放获取的所有线程数。

CyclicBarrier

和CountDownLatch类似,但适用于多线程的等待。当多个线程都达到指定目标后,才执行后面的代码。
主要方法:
cyclicBarrier.await()当该cyclicBarrier增加到指定的线程数时,才可以从此路过,走后面的方法。
特点:

  1. 可以循环适用;
  2. 可以很好的服务于多线程;
CyclicBarrier和CountDownLatch的比较
1. CyclicBarrier 可以reset重置,而CountDownLatch只能使用一次;
2. CyclicBarrier递增,CountDownLatch递减;
3. CountDownLatch针对于一个(或n个)线程等待其他线程的关系,而CyclicBarrier是针对于多个线程相互等待的关系。

JAVA与锁


JAVA常用类的安全

ThreadLocal

俗称线程本地变量。其内部是采用了一个内部类ThreadLocalMap,然后把该内部类的值存储在当前线程上来实现的。还有ThreadLocal只能存储一个值,因为其key就是this,他自己。ThreadLocalMap中的Entry是一个弱引用,原因是如果弱引用的对象被回收了,那么弱引用会被GC掉,而无需手动GC。
特点:

  1. 线程安全性;
  2. 弱引用;

注意事项:每次GC来临时,Entry肯定会被回收,所以在每次使用完ThreadLocal时,调用其remove()方法,防止内存泄漏。

StringBuffer与StringBuilder

StringBuffer是线程安全的,而StringBuilder是线程不安全的。StringBuffer的安全是因为其所有的方法时采用synchronized的。而在方法中,因为有栈封闭效果,所以平时使用StringBuilder类。

SimpleDateFormat

SimpleDateFormat在当成全局变量使用时,也是线程不安全的。

常用的线程安全要记
  1. 定义全局变量时,不要定义ArrayList、HashSet、HashMap等不安全的类。

JAVA多线程优化

  1. 避免死锁
  2. 尽可能使用线程池
  3. 尽量缩小锁的粒度(范围)
  4. 多使用栈封闭变量

《Java并发编程与高并发解决方案》课程相关手记汇总 - 持续更新
http://www.imooc.com/article/25035
https://www.jianshu.com/c/dbfeae41a695

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,772评论 6 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,458评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,610评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,640评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,657评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,590评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,962评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,631评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,870评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,611评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,704评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,386评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,969评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,944评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,179评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,742评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,440评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容

  • layout: posttitle: 《Java并发编程的艺术》笔记categories: Javaexcerpt...
    xiaogmail阅读 5,787评论 1 19
  • “萝卜白菜各有所爱”说的就是不凭自己喜好断定好坏。凡事的存在必有其合理性。之前也分享过一篇关于萝卜的文章——《萝卜...
    食趣菜菜屋阅读 381评论 3 9
  • 一、蒜蓉蒸虾 食材: 大虾:1斤 花蛤:半斤 金针菇:根据自己口味放 大蒜:2头 葱:适量 粉丝:2捆 生抽:2大...
    奎鹤阅读 555评论 0 2
  • (一) 这已经是小舍第3次走进相亲会场了,算上朋友介绍,在相亲这条路的起点处,他徘徊了快10次。至于为什么要相亲,...
    王郑舍阅读 329评论 3 0
  • 烟花送夜 唯独消陨 才引 群山共天失声一笑 何等美眸洒落璀璨 刹那儿摄魂 这岁末的回忆之夜 我拾到你这妖女的尾巴 ...
    颜族长阅读 204评论 1 6