【重難點】【JUC 02】volitale 使用常用模式 、JUC 下有哪些内容 、并發工具類

文章目錄

• 【重難點】【JUC 02】volitale 使用常用模式 、JUC 下有哪些内容 、并發工具類
• 一、volitale 常用模式
• • 1.狀态标志
  • 2.一次性安全釋出（one-time safe publication）
  • 3.獨立觀察（independent observation）
  • 4.volatile bean
  • 5.讀寫鎖
• 二、JUC 下有哪些内容
• • 1.atomic 包
  • 2.locks 包
  • 3.并發容器
  • 4.任務執行架構和線程池
  • 5.并發工具類
• 三、并發工具類
• • 1.CountDownLatch
  • 2.CyclicBarrier
  • 3.Semaphore
  • 4.總結

一、volitale 常用模式

類似于設計模式，比較抽象

1.狀态标志

使用 volatile 修飾 boolean 變量，用于訓示一個事件是否發生

2.一次性安全釋出（one-time safe publication）

在缺乏同步的情況下， 可能會遇到某個對象引用的更新值（由另一個線程寫入）和該對象狀态的舊值同時存在，典型案例就是單例模式雙檢鎖失效

3.獨立觀察（independent observation）

定期釋出觀察結果供程式内部使用。假設有一種環境傳感器能夠感覺環境溫度，一個背景線程可能會每隔幾秒讀取一次該傳感器，并更新包含目前文檔的 volatile 變量。然後，其他線程可以讀取這個變量，進而随時能夠看到最新的溫度值

4.volatile bean

基本原理：很多框為易變資料的持有者（例如 HttpSession）提供了容器，但是放入這些容器中的對象必須是線程安全的。在 volatile bean 模式中，JavaBean 的所有資料成員都是 volatile 類型

5.讀寫鎖

如果讀操作遠遠超過寫操作，可以結合内置鎖和 volatile 變量來減少性能開銷

即是用鎖進行所有變化的操作，使用 volatile 進行隻讀操作。其中，鎖一次隻允許一個線程通路值，volatile 允許多個線程執行讀操作

public class method{
	private volatile int value;

	public int getValue(){
		return value;
	}

	public synchronized int increment(){
		return value++;
	}
}
           

二、JUC 下有哪些内容

1.atomic 包

提供了一系列原子變量操作類

2.locks 包

3.并發容器

4.任務執行架構和線程池

5.并發工具類

三、并發工具類

用法執行個體詳見【JUC】第四章 JUC 輔助類、讀寫鎖

1.CountDownLatch

利用它可以實作類似計數器的功能。比如有一個任務 A，它要等待其它 4 個任務執行完畢之後才能執行，此時就可以利用 CountDownLatch 來實作

//構造方法
public CountDownLatch(int count){}	//參數 count 為計數值

//調用 await() 的線程會被挂起，會等待直到 count 值為 0 才繼續執行
public void await() throw InterruptedException{}

//和 await() 類似，隻不過等待一定的時間後 count 值還沒變為 0 的話就會自動繼續執行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throw InterruptedException{}

//将 count 值減 1
pulic void countDown(){}
           

2.CyclicBarrier

回環栅欄，通過它可以實作讓一組線程等待至某個狀态（barrier）之後再全部同時執行。叫做回環是因為當所有等待線程都被釋放之後，CyclicBarrier 可以被重用

//構造方法
public CyclicBarrier(int parties){}	//參數 parties 指讓多少個線程或任務等待至 barrier 狀态
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction){}	//參數 barrierAction 為這些線程都到達 barrier狀态時會執行的内容

//用來挂起目前線程，直至所有線程都到達 barrier 狀态，再同時執行後續任務
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierExceoption{}

//讓這些線程等待至一定時間，如果還有線程沒有到達 barrier 狀态就直接讓到達 barrier 的線程執行後續任務
public int await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException{}
           

3.Semaphore

直譯為信号量，Semaphore 可以同時讓多個線程同時通路共享資源，通過 acquire() 擷取一個許可，如果沒有就等待，通過 release() 釋放許可

//構造方法
public Semaphore(int permits){	//參數 permits 表示許可數目，即同時可以允許多少線程進行通路
	sync = new NonfairSycn(permits);
}
public Semaphore(int permits, boolean fair){	//fair 表示是否公平
	sync = (fair) ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}

//擷取一個許可
public void acquire() throws InterruptedException{}

//擷取 permits 個許可
public void acquire(int permits) throws InterruptedException{}

//釋放一個許可
public void release(){}

//釋放 permits 個許可
public void release(int permits){}
           

4.總結

CountDownLatch 和 CyclicBarrier 都能實作線程之間的等待，隻不過它們側重點不同：

• CountDownLatch 一般用于某個線程 A 等待若幹個其他線程執行完任務之後，他才執行
• CyclicBarrier 一般用于一組線程互相等待至某個狀态，然後這一組線程再同時執行
• CountDownLatch 不可重用，CyclicBarrier 可重用

Semaphore 和鎖類似，一般用于控制對某組資源的通路權限，而鎖時是控制對某個資源的通路權限