并发编程-ArrayBlockingQueue与LinkedBlockingQueue实现原理

ArrayBlockingQueue简介

在多线程编程过程中,为了业务解耦和架构设计,经常会使用并发容器用于存储多线程间的共享数据,这样不仅可以保证线程安全,还可以简化各个线程操作。例如在“生产者-消费者”问题中,会使用阻塞队列(BlockingQueue)作为数据容器,关于BlockingQueue可以看这篇文章。为了加深对阻塞队列的理解,唯一的方式是对其实验原理进行理解,这篇文章就主要来看看ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue的实现原理。

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并发编程-BlockingQueue介绍

BlockingQueue简介

在实际编程中,会经常使用到JDK中Collection集合框架中的各种容器类如实现List,Map,Queue接口的容器类,但是这些容器类基本上不是线程安全的,除了使用Collections可以将其转换为线程安全的容器,Doug Lea大师为我们都准备了对应的线程安全的容器,如实现List接口的CopyOnWriteArrayList(关于CopyOnWriteArrayList可以看这篇文章),实现Map接口的ConcurrentHashMap(关于ConcurrentHashMap可以看这篇文章),实现Queue接口的ConcurrentLinkedQueue(关于ConcurrentLinkedQueue可以看这篇文章)。

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并发编程-详解threadLocal内存泄漏问题

造成内存泄漏的原因?

threadLocal是为了解决对象不能被多线程共享访问的问题,通过threadLocal.set方法将对象实例保存在每个线程自己所拥有的threadLocalMap中,这样每个线程使用自己的对象实例,彼此不会影响达到隔离的作用,从而就解决了对象在被共享访问带来线程安全问题。如果将同步机制和threadLocal做一个横向比较的话,同步机制就是通过控制线程访问共享对象的顺序,而threadLocal就是为每一个线程分配一个该对象,各用各的互不影响。

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并发编程-ThreadLocal介绍

ThreadLocal的简介

在多线程编程中通常解决线程安全的问题我们会利用synchronzed或者lock控制线程对临界区资源的同步顺序从而解决线程安全的问题,但是这种加锁的方式会让未获取到锁的线程进行阻塞等待,很显然这种方式的时间效率并不是很好。线程安全问题的核心在于多个线程会对同一个临界区共享资源进行操作,那么,如果每个线程都使用自己的“共享资源”,各自使用各自的,又互相不影响到彼此即让多个线程间达到隔离的状态,这样就不会出现线程安全的问题。事实上,这就是一种“空间换时间”的方案,每个线程都会都拥有自己的“共享资源”无疑内存会大很多,但是由于不需要同步也就减少了线程可能存在的阻塞等待的情况从而提高的时间效率。

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并发编程-ConcurrentLinkedQueue介绍

ConcurrentLinkedQueue简介

在单线程编程中我们会经常用到一些集合类,比如ArrayList,HashMap等,但是这些类都不是线程安全的类。在面试中也经常会有一些考点,比如ArrayList不是线程安全的,Vector是线程安全。而保障Vector线程安全的方式,是非常粗暴的在方法上用synchronized独占锁,将多线程执行变成串行化。要想将ArrayList变成线程安全的也可以使用Collections.synchronizedList(List<T> list)方法ArrayList转换成线程安全的,但这种转换方式依然是通过synchronized修饰方法实现的,很显然这不是一种高效的方式,同时,队列也是我们常用的一种数据结构,为了解决线程安全的问题,Doug Lea大师为我们准备了ConcurrentLinkedQueue这个线程安全的队列。从类名就可以看的出来实现队列的数据结构是链式。

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并发编程-CopyOnWriteArrayList介绍

CopyOnWriteArrayList的简介

java学习者都清楚ArrayList并不是线程安全的,在多线程在读取ArrayList的时候如果有写线程在写数据的时候,基于fast-fail机制,会抛出ConcurrentModificationException异常,也就是说ArrayList并不是一个线程安全的容器,当然您可以用Vector,或者使用Collections的静态方法将ArrayList包装成一个线程安全的类,但是这些方式都是采用java关键字synchronzied对方法进行修饰,利用独占式锁来保证线程安全的。但是,由于独占式锁在同一时刻只有一个线程能够获取到对象监视器,很显然这种方式效率并不是太高。

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并发编程-ConcurrentHashMap(jdk1.8)介绍

ConcurrentHashMap简介

在使用HashMap时在多线程情况下扩容会出现CPU接近100%的情况,因为hashmap并不是线程安全的,通常我们可以使用在java体系中古老的hashtable类,该类基本上所有的方法都采用synchronized进行线程安全的控制,可想而知,在高并发的情况下,每次只有一个线程能够获取对象监视器锁,这样的并发性能的确不令人满意。

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