Java并發(fā)編程一直是Java程序員必須懂但又是很難懂的技術(shù)內(nèi)容。

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這里不僅僅是指使用簡(jiǎn)單的多線程編程，或者使用juc的某個(gè)類(lèi)。當(dāng)然這些都是并發(fā)編程的基本知識(shí)，除了使用這些工具以外，Java并發(fā)編程中涉及到的技術(shù)原理十分豐富。為了更好地把并發(fā)知識(shí)形成一個(gè)體系，也鑒于本人目前也沒(méi)有能力寫(xiě)出這類(lèi)文章，于是參考幾位并發(fā)編程方面專(zhuān)家的博客和書(shū)籍，做一個(gè)簡(jiǎn)單的整理。

首先說(shuō)一下我學(xué)習(xí)Java并發(fā)編程的一些方法吧。大概分為這幾步：

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1、先學(xué)會(huì)最基礎(chǔ)的Java多線程編程，Thread類(lèi)的使用，線程通信的一些方法等等。這部分內(nèi)容需要多寫(xiě)一些demo去實(shí)踐。

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2、接下來(lái)可以去使用一些JUC的API，比如concurrenthashmap，并發(fā)工具類(lèi)，原子數(shù)據(jù)類(lèi)型等工具，在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的時(shí)候，你可以搭配一些介紹并發(fā)編程的書(shū)籍和博客一起看，書(shū)籍我當(dāng)時(shí)看的是《Java并發(fā)編程藝術(shù)》，我覺(jué)得略好于《Java并發(fā)編程實(shí)踐》。

我這個(gè)專(zhuān)欄里也整合了一些比較好的博客，所以大家可以不妨先看看。

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3、接下來(lái)就要閱讀源碼了，讀源碼部分最主要的就是讀JUC包的源碼，比如concurrenthashmap，阻塞隊(duì)列，線程池等等，當(dāng)然，這些源碼自己讀起來(lái)會(huì)比較痛苦，所以建議跟著博客走。

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4、走到這一步，你已經(jīng)理解了Java并發(fā)編程原理，并且可以熟練使用JUC，應(yīng)付面試已經(jīng)足夠了，剩下的事情就是真正把這些東西用到項(xiàng)目中去，我當(dāng)時(shí)在網(wǎng)易實(shí)習(xí)的時(shí)候就用到了JUC的一些內(nèi)容，不得不說(shuō)還是挺有意思的。

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下面先介紹一下Java并發(fā)編程的一些主要內(nèi)容，我把它分六個(gè)部分，大家可以參考這幾個(gè)部分的內(nèi)容分別進(jìn)行學(xué)習(xí)。

一：并發(fā)基礎(chǔ)和多線程

首先需要學(xué)習(xí)的就是并發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)，什么是并發(fā)，為什么要并發(fā)，多線程的概念，線程安全的概念等。

然后學(xué)會(huì)使用Java中的Thread或是其他線程實(shí)現(xiàn)方法，了解線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，線程的方法，線程的通信方式等。

二：JMM內(nèi)存模型

任何語(yǔ)言最終都是運(yùn)行在處理器上，JVM虛擬機(jī)為了給開(kāi)發(fā)者一個(gè)一致的編程內(nèi)存模型，需要制定一套規(guī)則，這套規(guī)則可以在不同架構(gòu)的機(jī)器上有不同實(shí)現(xiàn)，并且向上為程序員提供統(tǒng)一的JMM內(nèi)存模型。

所以了解JMM內(nèi)存模型也是了解Java并發(fā)原理的一個(gè)重點(diǎn)，其中了解指令重排，內(nèi)存屏障，以及可見(jiàn)性原理尤為重要。

JMM只保證happens-before和as-if-serial規(guī)則，所以在多線程并發(fā)時(shí)，可能出現(xiàn)原子性，可見(jiàn)性以及有序性這三大問(wèn)題。

下面的內(nèi)容則會(huì)講述Java是如何解決這三大問(wèn)題的。

三：synchronized，volatile，final等關(guān)鍵字

對(duì)于并發(fā)的三大問(wèn)題，volatile可以保證可見(jiàn)性，synchronized三種特性都可以保證。

synchronized是基于操作系統(tǒng)的mutex lock指令實(shí)現(xiàn)的，volatile和final則是根據(jù)JMM實(shí)現(xiàn)其內(nèi)存語(yǔ)義。

此處還要了解CAS操作，它不僅提供了類(lèi)似volatile的內(nèi)存語(yǔ)義，并且保證操作原子性，因?yàn)樗怯捎布?shí)現(xiàn)的。

JUC中的Lock底層就是使用volatile加上CAS的方式實(shí)現(xiàn)的。synchronized也會(huì)嘗試用cas操作來(lái)優(yōu)化器重量級(jí)鎖。

了解這些關(guān)鍵字是很有必要的。

四：JUC包

在了解完上述內(nèi)容以后，就可以看看JUC的內(nèi)容了。

JUC提供了包括Lock，原子操作類(lèi)，線程池，同步容器，工具類(lèi)等內(nèi)容。

這些類(lèi)的基礎(chǔ)都是AQS，所以了解AQS的原理是很重要的。

除此之外，還可以了解一下Fork/Join，以及JUC的常用場(chǎng)景，比如生產(chǎn)者消費(fèi)者，阻塞隊(duì)列，以及讀寫(xiě)容器等。

五：實(shí)踐

上述這些內(nèi)容，除了JMM部分的內(nèi)容比較不好實(shí)現(xiàn)之外，像是多線程基本使用，JUC的使用都可以在代碼實(shí)踐中更好地理解其原理。多嘗試一些場(chǎng)景，或者在網(wǎng)上找一些比較經(jīng)典的并發(fā)場(chǎng)景，或者參考別人的例子，在實(shí)踐中加深理解，還是很有必要的。

六：補(bǔ)充

由于很多Java新手可能對(duì)并發(fā)編程沒(méi)什么概念，在這里放一張不錯(cuò)的思維導(dǎo)圖，該圖簡(jiǎn)要地提幾個(gè)并發(fā)編程中比要重要的點(diǎn)，也是比較基本的點(diǎn)，在大致了解了這些基礎(chǔ)內(nèi)容以后，才能更好地開(kāi)展后面詳細(xì)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

上面講到了學(xué)習(xí)路線，建議大家先跟著這個(gè)路線去看一看本專(zhuān)欄的一些博客，然后再來(lái)看下面這部分內(nèi)容，因?yàn)橄旅娴膬?nèi)容是我基于本專(zhuān)欄所有博客進(jìn)行歸納和總結(jié)的，主要是方便記憶和復(fù)習(xí)，也可以讓你把知識(shí)點(diǎn)重新過(guò)一遍，如果你覺(jué)得我的總結(jié)不夠好，你也可以自己做總結(jié)，這也是一種不錯(cuò)的學(xué)習(xí)方法，話不多少，咱們接著往下看。

這篇總結(jié)主要是基于我Java并發(fā)技術(shù)系列的文章而形成的的。主要是把重要的知識(shí)點(diǎn)用自己的話說(shuō)了一遍，可能會(huì)有一些錯(cuò)誤，還望見(jiàn)諒和指點(diǎn)。謝謝

更多詳細(xì)內(nèi)容可以查看我的專(zhuān)欄文章：Java并發(fā)技術(shù)指南

https://blog.csdn.net/column/details/21961.html

線程安全

1. 線程安全一般指多線程之間的操作結(jié)果不會(huì)因?yàn)榫€程調(diào)度的順序不同而發(fā)生改變。

互斥和同步

1. 互斥一般指資源的獨(dú)占訪問(wèn)，同步則要求同步代碼中的代碼順序執(zhí)行，并且也是單線程獨(dú)占的。

JMM內(nèi)存模型

1. JVM中的內(nèi)存分區(qū)包括堆，棧，方法區(qū)等區(qū)域，這些內(nèi)存都是抽象出來(lái)的，實(shí)際上，系統(tǒng)中只有一個(gè)主內(nèi)存，但是為了方便Java多線程語(yǔ)義的實(shí)現(xiàn)，以及降低程序員編寫(xiě)并發(fā)程序的難度，Java提出了JMM內(nèi)存模型，將內(nèi)存分為主內(nèi)存和工作內(nèi)存，工作內(nèi)存是線程獨(dú)占的，實(shí)際上它是一系列寄存器，編譯器優(yōu)化后的結(jié)果。

as-if-Serial，happens-before

1. as if serial語(yǔ)義提供單線程代碼的順序執(zhí)行保證，雖然他允許指令重排序，但是前提是指令重排序不會(huì)改變執(zhí)行結(jié)果。

volatile

1. volatile語(yǔ)義實(shí)際上是在代碼中插入一個(gè)內(nèi)存屏障，內(nèi)存屏障分為讀寫(xiě)，寫(xiě)讀，讀讀，寫(xiě)寫(xiě)四種，可以用來(lái)避免volatile變量的讀寫(xiě)操作發(fā)生重排序，從而保證了volatile的語(yǔ)義，實(shí)際上，volatile修飾的變量強(qiáng)制要求線程寫(xiě)時(shí)將數(shù)據(jù)從緩存刷入主內(nèi)存，讀時(shí)強(qiáng)制要求線程從主內(nèi)存中讀取，因此保證了它的可見(jiàn)性。
4. 而對(duì)于volatile修飾的64位類(lèi)型數(shù)據(jù)，可以保證其原子性，不會(huì)因?yàn)橹噶钪嘏判驅(qū)е乱粋€(gè)64位數(shù)據(jù)被分割成兩個(gè)32位數(shù)據(jù)來(lái)讀取。

synchronized和鎖優(yōu)化

1. synchronized是Java提供的同步標(biāo)識(shí)，底層是操作系統(tǒng)的mutex lock調(diào)用，需要進(jìn)行用戶態(tài)到內(nèi)核態(tài)的切換，開(kāi)銷(xiāo)比較大。

2. synchronized經(jīng)過(guò)編譯后的匯編代碼會(huì)有monitor in和monitor out的字樣，用于標(biāo)識(shí)進(jìn)入監(jiān)視器模塊和退出監(jiān)視器模塊，

3. 監(jiān)視器模塊watcher會(huì)監(jiān)控同步代碼塊中的線程號(hào)，只允線程號(hào)正確的線程進(jìn)入。

5. Java在synchronized關(guān)鍵字中進(jìn)行了多次優(yōu)化。

7. 比如輕量級(jí)鎖優(yōu)化，使用鎖對(duì)象的對(duì)象頭做文章，當(dāng)一個(gè)線程需要獲得該對(duì)象鎖時(shí)，線程有一段空間叫做lock record，用于存儲(chǔ)對(duì)象頭的mask word，然后通過(guò)cas操作將對(duì)象頭的mask word改成指向線程中的lockrecord。

8. 如果成功了就是獲取到了鎖，否則就是發(fā)生了互斥。需要鎖粗化，膨脹為互斥鎖。

10. 偏向鎖，去掉了更多的同步措施，檢查mask word是否是可偏向狀態(tài)，然后檢查mask word中的線程id是否是自己的id，如果是則執(zhí)行同步代碼，如果不是則cas修改其id，如果修改失敗，則出現(xiàn)鎖爭(zhēng)用，偏向鎖失效，膨脹為輕量級(jí)鎖。

12. 自旋鎖，每個(gè)線程會(huì)被分配一段時(shí)間片，并且聽(tīng)候cpu調(diào)度，如果發(fā)生線程阻塞需要切換的開(kāi)銷(xiāo)，于是使用自旋鎖不需要阻塞，而是忙等循環(huán)，一獲取時(shí)間片就開(kāi)始忙等，這樣的鎖就是自旋鎖，一般用于并發(fā)量比較小，又擔(dān)心切換開(kāi)銷(xiāo)的場(chǎng)景。

CAS操作

1. CAS操作是通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)的原子操作，通過(guò)一條指令完成比較和賦值的操作，防止發(fā)生因指令重排導(dǎo)致的非原子操作，在Java中通過(guò)unsafe包可以直接使用，在Java原子類(lèi)中使用cas操作來(lái)完成一系列原子數(shù)據(jù)類(lèi)型的構(gòu)建，保證自加自減等依賴原值的操作不會(huì)出現(xiàn)并發(fā)問(wèn)題。

3. cas操作也廣泛用在其他并發(fā)類(lèi)中，通過(guò)循環(huán)cas操作可以完成線程安全的并發(fā)賦值，也可以通過(guò)一次cas操作來(lái)避免使用互斥鎖。

Lock類(lèi)

AQS

1. AQS是Lock類(lèi)的基石，他是一個(gè)抽象類(lèi)，通過(guò)操作一個(gè)變量state來(lái)判斷線程鎖爭(zhēng)用的情況，通過(guò)一系列方法實(shí)現(xiàn)對(duì)該變量的修改。一般可以分為獨(dú)占鎖和互斥鎖。

3. AQS維護(hù)著一個(gè)CLH阻塞隊(duì)列，這個(gè)隊(duì)列主要用來(lái)存放阻塞等待鎖的線程節(jié)點(diǎn)。可以看做一個(gè)鏈表。

一：獨(dú)占鎖

獨(dú)占鎖的state只有0和1兩種情況（如果是可重入鎖也可以把state一直往上加，這里不討論），state = 1時(shí)說(shuō)明已經(jīng)有線程爭(zhēng)用到鎖。線程獲取鎖時(shí)一般是通過(guò)aqs的lock方法，如果state為0，首先嘗試cas修改state=1，成功返回，失敗時(shí)則加入阻塞隊(duì)列。 非公共鎖使用時(shí)，線程節(jié)點(diǎn)加入阻塞隊(duì)列時(shí)依然會(huì)嘗試cas獲取鎖，最后如果還是失敗再老老實(shí)實(shí)阻塞在隊(duì)列中。

獨(dú)占鎖還可以分為公平鎖和非公平鎖，公平鎖要求鎖節(jié)點(diǎn)依據(jù)順序加入阻塞隊(duì)列，通過(guò)判斷前置節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)改變后置節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，比如前置節(jié)點(diǎn)獲取鎖后，釋放鎖時(shí)會(huì)通知后置節(jié)點(diǎn)。

非公平鎖則不一定會(huì)按照隊(duì)列的節(jié)點(diǎn)順序來(lái)獲取鎖，如上面所說(shuō)，會(huì)先嘗試cas操作，失敗再進(jìn)入阻塞隊(duì)列。

二：共享鎖

共享鎖的state狀態(tài)可以是0到n。共享鎖維護(hù)的阻塞隊(duì)列和互斥鎖不太一樣，互斥鎖的節(jié)點(diǎn)釋放鎖后只會(huì)通知后置節(jié)點(diǎn)，而共享鎖獲取鎖后會(huì)通知所有的共享類(lèi)型節(jié)點(diǎn)，讓他們都來(lái)獲取鎖。共享鎖用于countdownlatch工具類(lèi)與cyliderbarrier等，可以很好地完成多線程的協(xié)調(diào)工作

鎖Lock和Conditon

Lock 鎖維護(hù)這兩個(gè)內(nèi)部類(lèi)fairsync和unfairsync，都繼承自aqs，重寫(xiě)了部分方法，實(shí)際上大部分方法還是aqs中的，Lock只是重新把AQS做了封裝，讓程序員更方便地使用Lock鎖。

和Lock鎖搭配使用的還有condition，由于Lock鎖只維護(hù)著一個(gè)阻塞隊(duì)列，有時(shí)候想分不同情況進(jìn)行鎖阻塞和鎖通知怎么辦，原來(lái)我們一般會(huì)使用多個(gè)鎖對(duì)象，現(xiàn)在可以使用condition來(lái)完成這件事，比如線程A和線程B分別等待事件A和事件B，可以使用兩個(gè)condition分別維護(hù)兩個(gè)隊(duì)列，A放在A隊(duì)列，B放在B隊(duì)列，由于Lock和condition是綁定使用的，當(dāng)事件A觸發(fā)，線程A被喚醒，此時(shí)他會(huì)加入Lock自己的CLH隊(duì)列中進(jìn)行鎖爭(zhēng)用，當(dāng)然也分為公平鎖和非公平鎖兩種，和上面的描述一樣。

Lock和condtion的組合廣泛用于JUC包中，比如生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型，再比如cyliderbarrier。

讀寫(xiě)鎖

讀寫(xiě)鎖也是Lock的一個(gè)子類(lèi)，它在一個(gè)阻塞隊(duì)列中同時(shí)存儲(chǔ)讀線程節(jié)點(diǎn)和寫(xiě)線程節(jié)點(diǎn)，讀寫(xiě)鎖采用state的高16位和低16位分別代表獨(dú)占鎖和共享鎖的狀態(tài)，如果共享鎖的state > 0可以繼續(xù)獲取讀鎖，并且state-1，如果=0,則加入到阻塞隊(duì)列中，寫(xiě)鎖節(jié)點(diǎn)和獨(dú)占鎖的處理一樣，因此一個(gè)隊(duì)列中會(huì)有兩種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)，喚醒讀鎖節(jié)點(diǎn)時(shí)不會(huì)喚醒寫(xiě)鎖節(jié)點(diǎn)，喚醒寫(xiě)鎖節(jié)點(diǎn)時(shí)，則會(huì)喚醒后續(xù)的節(jié)點(diǎn)。

因此讀寫(xiě)鎖一般用于讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景，寫(xiě)鎖可以降級(jí)為讀鎖，就是在獲取到寫(xiě)鎖的情況下可以再獲取讀鎖。

并發(fā)工具類(lèi)

1 countdownlatch

countdownlatch主要通過(guò)AQS的共享模式實(shí)現(xiàn)，初始時(shí)設(shè)置state為N，N是countdownlatch初始化使用的size，每當(dāng)有一個(gè)線程執(zhí)行countdown，則state-1，state = 0之前所有線程阻塞在隊(duì)列中，當(dāng)state=0時(shí)喚醒隊(duì)頭節(jié)點(diǎn)，隊(duì)頭節(jié)點(diǎn)依次通知所有共享類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)，喚醒這些線程并執(zhí)行后面的代碼。

2 cycliderbarrier

cycliderbarrier主要通過(guò)lock和condition結(jié)合實(shí)現(xiàn)，首先設(shè)置state為屏障等待的線程數(shù)，在某個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)屏障，所有線程運(yùn)行到此處會(huì)阻塞等待，其實(shí)就是等待在一個(gè)condition的隊(duì)列中，并且每當(dāng)有一個(gè)線程到達(dá)，state -=1 則當(dāng)所有線程到達(dá)時(shí),state = 0，則喚醒condition隊(duì)列的所有結(jié)點(diǎn)，去執(zhí)行后面的代碼。

3 samphere

samphere也是使用AQS的共享模式實(shí)現(xiàn)的，與countlatch大同小異，不再贅述。

4 exchanger

exchanger就比較復(fù)雜了。使用exchanger時(shí)會(huì)開(kāi)辟一段空間用來(lái)讓兩個(gè)線程進(jìn)行交互操作，這個(gè)空間一般是一個(gè)棧或隊(duì)列，一個(gè)線程進(jìn)來(lái)時(shí)先把數(shù)據(jù)放到這個(gè)格子里，然后阻塞等待其他線程跟他交換，如果另一個(gè)線程也進(jìn)來(lái)了，就會(huì)讀取這個(gè)數(shù)據(jù)，并把自己的數(shù)據(jù)放到對(duì)方線程的格子里，然后雙雙離開(kāi)。當(dāng)然使用棧和隊(duì)列的交互是不同的，使用棧的話匹配的是最晚進(jìn)來(lái)的一個(gè)線程，隊(duì)列則相反。

原子數(shù)據(jù)類(lèi)型

原子數(shù)據(jù)類(lèi)型基本都是通過(guò)cas操作實(shí)現(xiàn)的，避免并發(fā)操作時(shí)出現(xiàn)的安全問(wèn)題。

同步容器

同步容器主要就是concurrenthashmap了，在集合類(lèi)中我已經(jīng)講了chm了，所以在這里簡(jiǎn)單帶過(guò)，chm1.7通過(guò)分段鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖粗化，使用的死LLock鎖，而1.8則改用synchronized和cas的結(jié)合，性能更好一些。

還有就是concurrentlinkedlist，ConcurrentSkipListMap與CopyOnWriteArrayList。

第一個(gè)鏈表也是通過(guò)cas和synchronized實(shí)現(xiàn)。

而concurrentskiplistmap則是一個(gè)跳表，跳表分為很多層，每層都是一個(gè)鏈表，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有向下和向右兩個(gè)指針，先通過(guò)向右指針進(jìn)行索引，再通過(guò)向下指針細(xì)化搜索，這個(gè)的搜索效率是很高的，可以達(dá)到logn，并且它的實(shí)現(xiàn)難度也比較低。通過(guò)跳表存map就是把entry節(jié)點(diǎn)放在鏈表中了。查詢時(shí)按照跳表的查詢規(guī)則即可。

CopyOnWriteArrayList是一個(gè)寫(xiě)時(shí)復(fù)制鏈表，查詢時(shí)不加鎖，而修改時(shí)則會(huì)復(fù)制一個(gè)新list進(jìn)行操作，然后再賦值給原list即可。 適合讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景。

阻塞隊(duì)列

BlockingQueue 實(shí)現(xiàn)之 ArrayBlockingQueue

1. ArrayBlockingQueue其實(shí)就是數(shù)組實(shí)現(xiàn)的阻塞隊(duì)列，該阻塞隊(duì)列通過(guò)一個(gè)lock和兩個(gè)condition實(shí)現(xiàn)，一個(gè)condition負(fù)責(zé)從隊(duì)頭插入節(jié)點(diǎn)，一個(gè)condition負(fù)責(zé)隊(duì)尾讀取節(jié)點(diǎn)，通過(guò)這樣的方式可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者模型。

BlockingQueue 實(shí)現(xiàn)之 LinkedBlockingQueue

<pre>

1. LinkedBlockingQueue是用鏈表實(shí)現(xiàn)的阻塞隊(duì)列，和arrayblockqueue有所區(qū)別，它支持實(shí)現(xiàn)為***隊(duì)列，并且它使用兩個(gè)lock和對(duì)應(yīng)的condition搭配使用，這是因?yàn)殒湵砜梢酝瑫r(shí)對(duì)頭部和尾部進(jìn)行操作，而數(shù)組進(jìn)行操作后可能還要執(zhí)行移位和擴(kuò)容等操作。

2. 所以鏈表實(shí)現(xiàn)更靈活，讀寫(xiě)分別用兩把鎖，效率更高。

BlockingQueue 實(shí)現(xiàn)之 SynchronousQueue

1. SynchronousQueue實(shí)現(xiàn)是一個(gè)不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的隊(duì)列，只會(huì)保留一個(gè)隊(duì)列用于保存線程節(jié)點(diǎn)。詳細(xì)請(qǐng)參加上面的exchanger實(shí)現(xiàn)類(lèi)，它就是基于SynchronousQueue設(shè)計(jì)出來(lái)的工具類(lèi)。

BlockingQueue 實(shí)現(xiàn)之 PriorityBlockingQueue

PriorityBlockingQueue

1. PriorityBlockingQueue是一個(gè)支持優(yōu)先級(jí)的***隊(duì)列。默認(rèn)情況下元素采取自然順序排列，也可以通過(guò)比較器comparator來(lái)指定元素的排序規(guī)則。元素按照升序排列。

DelayQueue

1. DelayQueue是一個(gè)支持延時(shí)獲取元素的***阻塞隊(duì)列。隊(duì)列使用PriorityQueue來(lái)實(shí)現(xiàn)。隊(duì)列中的元素必須實(shí)現(xiàn)Delayed接口，在創(chuàng)建元素時(shí)可以指定多久才能從隊(duì)列中獲取當(dāng)前元素。只有在延遲期滿時(shí)才能從隊(duì)列中提取元素。我們可以將DelayQueue運(yùn)用在以下應(yīng)用場(chǎng)景：

3. 緩存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：可以用DelayQueue保存緩存元素的有效期，使用一個(gè)線程循環(huán)查詢DelayQueue，一旦能從DelayQueue中獲取元素時(shí)，表示緩存有效期到了。

4. 定時(shí)任務(wù)調(diào)度。使用DelayQueue保存當(dāng)天將會(huì)執(zhí)行的任務(wù)和執(zhí)行時(shí)間，一旦從DelayQueue中獲取到任務(wù)就開(kāi)始執(zhí)行，從比如TimerQueue就是使用DelayQueue實(shí)現(xiàn)的。

線程池

類(lèi)圖

首先看看executor接口，只提供一個(gè)run方法，而他的一個(gè)子接口executorservice則提供了更多方法，比如提交任務(wù)，結(jié)束線程池等。

然后抽象類(lèi)abstractexecutorservice提供了更多的實(shí)現(xiàn)了，最后我們最常使用的類(lèi)ThreadPoolExecutor就是繼承它來(lái)的。

ThreadPoolExecutor可以傳入多種參數(shù)來(lái)自定義實(shí)現(xiàn)線程池。

而我們也可以使用Executors中的工廠方法來(lái)實(shí)例化常用的線程池。

常用線程池

比如newFixedThreadPool

newSingleThreadExecutor newCachedThreadPool

newScheduledThreadPool等等，這些線程池即可以使用submit提交有返回結(jié)果的callable和futuretask任務(wù)，通過(guò)一個(gè)future來(lái)接收結(jié)果，或者通過(guò)callable中的回調(diào)函數(shù)call來(lái)回寫(xiě)執(zhí)行結(jié)果。也可以用execute執(zhí)行無(wú)返回值的runable任務(wù)。

在探討這些線程池的區(qū)別之前，先看看線程池的幾個(gè)核心概念。

1 任務(wù)隊(duì)列：線程池中維護(hù)了一個(gè)任務(wù)隊(duì)列，每當(dāng)向線程池提交任務(wù)時(shí)，任務(wù)加入隊(duì)列。

2 工作線程：也叫worker，從線程池中獲取任務(wù)并執(zhí)行，執(zhí)行后被回收或者保留，因情況而定。

3 核心線程數(shù)和大線程數(shù)，核心線程數(shù)是線程池需要保持存活的線程數(shù)量，以便接收任務(wù)，大線程數(shù)是能創(chuàng)建的線程數(shù)上限。

4 newFixedThreadPool可以設(shè)置固定的核心線程數(shù)和大線程數(shù)，一個(gè)任務(wù)進(jìn)來(lái)以后，就會(huì)開(kāi)啟一個(gè)線程去執(zhí)行，并且這部分線程不會(huì)被回收，當(dāng)開(kāi)啟的線程達(dá)到核心線程數(shù)時(shí)，則把任務(wù)先放進(jìn)任務(wù)隊(duì)列。當(dāng)任務(wù)隊(duì)列已滿時(shí)，才會(huì)繼續(xù)開(kāi)啟線程去處理，如果線程總數(shù)打到大線程數(shù)限制，任務(wù)隊(duì)列又是滿的時(shí)候，會(huì)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的拒絕策略。

5 拒絕策略一般有幾種常用的，比如丟棄任務(wù)，丟棄隊(duì)尾任務(wù)，回退給調(diào)用者執(zhí)行，或者拋出異常，也可以使用自定義的拒絕策略。

6 newSingleThreadExecutor是一個(gè)單線程執(zhí)行的線程池，只會(huì)維護(hù)一個(gè)線程，他也有任務(wù)隊(duì)列，當(dāng)任務(wù)隊(duì)列已滿并且線程數(shù)已經(jīng)是1個(gè)的時(shí)候，再提交任務(wù)就會(huì)執(zhí)行拒絕策略。

7 newCachedThreadPool比較特別，第一個(gè)任務(wù)進(jìn)來(lái)時(shí)會(huì)開(kāi)啟一個(gè)線程，而后如果線程還沒(méi)執(zhí)行完前面的任務(wù)又有新任務(wù)進(jìn)來(lái)，就會(huì)再創(chuàng)建一個(gè)線程，這個(gè)線程池使用的是無(wú)容量的SynchronousQueue隊(duì)列，要求請(qǐng)求線程和接受線程匹配時(shí)才會(huì)完成任務(wù)執(zhí)行。 所以如果一直提交任務(wù)，而接受線程來(lái)不及處理的話，就會(huì)導(dǎo)致線程池不斷創(chuàng)建線程，導(dǎo)致cpu消耗很大。

8 ScheduledThreadPoolExecutor內(nèi)部使用的是delayqueue隊(duì)列，內(nèi)部是一個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列priorityqueue，也就是一個(gè)堆。通過(guò)這個(gè)delayqueue可以知道線程調(diào)度的先后順序和執(zhí)行時(shí)間點(diǎn)。

Fork/Join框架

又稱(chēng)工作竊取線程池。

我們?cè)诖髮W(xué)算法課本上，學(xué)過(guò)的一種基本算法就是：分治。其基本思路就是：把一個(gè)大的任務(wù)分成若干個(gè)子任務(wù)，這些子任務(wù)分別計(jì)算，最后再M(fèi)erge出最終結(jié)果。這個(gè)過(guò)程通常都會(huì)用到遞歸。

而Fork/Join其實(shí)就是一種利用多線程來(lái)實(shí)現(xiàn)“分治算法”的并行框架。

另外一方面，可以把Fori/Join看作一個(gè)單機(jī)版的Map/Reduce，只不過(guò)這里的并行不是多臺(tái)機(jī)器并行計(jì)算，而是多個(gè)線程并行計(jì)算。

1 與ThreadPool的區(qū)別 通過(guò)上面例子，我們可以看出，它在使用上，和ThreadPool有共同的地方，也有區(qū)別點(diǎn)： （1） ThreadPool只有“外部任務(wù)”，也就是調(diào)用者放到隊(duì)列里的任務(wù)。 ForkJoinPool有“外部任務(wù)”，還有“內(nèi)部任務(wù)”，也就是任務(wù)自身在執(zhí)行過(guò)程中，分裂出”子任務(wù)“，遞歸，再次放入隊(duì)列。 （2）ForkJoinPool里面的任務(wù)通常有2類(lèi)，RecusiveAction/RecusiveTask，這2個(gè)都是繼承自FutureTask。在使用的時(shí)候，重寫(xiě)其compute算法。

2 工作竊取算法 上面提到，F(xiàn)orkJoinPool里有”外部任務(wù)“，也有“內(nèi)部任務(wù)”。其中外部任務(wù)，是放在ForkJoinPool的全局隊(duì)列里面，而每個(gè)Worker線程，也有一個(gè)自己的隊(duì)列，用于存放內(nèi)部任務(wù)。

3 竊取的基本思路就是：當(dāng)worker自己的任務(wù)隊(duì)列里面沒(méi)有任務(wù)時(shí)，就去scan別的線程的隊(duì)列，把別人的任務(wù)拿過(guò)來(lái)執(zhí)行

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