JUC（一）- JUC学习概览 - 对JUC有一个整体的认识

开启JUC的学习，先了解JUC要学习哪些东西，对JUC有一个整体的认识.
 
JUC学习过程中通过不断回顾以下的几个问题，抓住JUC学习的重点：

• JUC框架包含几个部分?
• 每个部分有哪些核心的类?
• 最最核心的类有哪些?

JUC包分为以下5个方面

• Lock框架
• Tools类
• Collections: 并发集合
• Atomic: 原子类
• Executors: 线程池

一. Lock框架和Tools类

看一下类的结构

1. 接口

condition 接口将Object监视器方法（wait、notify）分解为不同的对象，以便和Lock实现结合使用。
其中：Lock代替了synchronized的方法和语句使用、condition 替代了 Object 监视器方法。
可以通过 await 、signal 来休眠和唤醒线程。

ReadWriteLock接口维护了一对锁，一个用于只读，另一个用于写入。
只要没有writer ，读取锁可以有多个reader 线程同时保持。
写入是独占的。

AbstractOwnableSynchonizer ：可以让线程以独占的方式拥有同步器。为创建锁和相关同步器提供了基础

AbstractQueuedSynchonizer : 为依赖于FIFO等待对列的阻塞锁和相关同步器（信号量、事件等）提供了一个框架。
通过 int 值来表示状态，为同步器提供一个基础。

 

2. 实现类

LockSupport : 用于创建锁和是其他不同类基本线程的阻塞原语 。和Thread中的 Thread.suspend() 和 Thread.resume() 有点类似。LockSupport中的park和unpark 的作用分别是文件堵塞线程和接触堵塞线程。但不会像 Thread.suspend() 和 Thread.resume() 引发死锁。

ReentrantLock : 是一个可重入的互斥锁 Lock，它具有与 synchronized 方法同样的功能，但功能更强大。

ReentrantReadWriteLock :包括Lock子类ReadLock和WriteLock。ReadLock是共享锁，WriteLock是独占锁。

StampedLock: 控制锁有三种模式(写，读，乐观读)。一个StampedLock是由版本和模式两个部分组成

 

3. 工具类

CountDownLatch：线程辅助类，多线程执行时，可以让一个或多个线程一直等待。
CyclicBarrier：线程辅助类，它允许一组线程相互等待，直到到达某个公共的屏障点。因为在barrier释放等待线程后可以重用，所以称为循环的barrier。
Semaphore：计数信号量，它维护了一个许可集。通过 acquire 堵塞线程，通过 release 添加许可，释放一个正在堵塞的获取者。
Exchanger：主要用于两个线程之间的数据交换。它提供一个同步点，在这个同步点中，两个线程可以交换彼此的数据。两个线程通过exchange() 交换数据，当两个线程都执行了exchange() 到达同步点时，这两个线程就可以交换数据了。

 
 

二. 原子类

基本特性是：在多线程环境下，当有多个线程同时执行原子类方法时，具有排它性。

基础类型：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong
数组：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，BooleanArray
引用：AtomicReference，AtomicMarkedReference，AtomicStampedReference
FieldUpdater：AtomicLongFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater。

 
 

三. 并发集合

队列

ArrayBlockingQueue：由数组支持的有界阻塞（FIFO）队列。
ConcurrentLinkedQueue：基于链表的无界线程安全（FIFO）队列。新的元素插入到队列的尾部，队列获取操作从队列头部获得元素。当多个线程共享访问一个公共 collection 时ConcurrentLinkedQueue 是一个恰当的选择。此队列不允许使用 null 元素。

List、Set 和 Map

CopyOnWriteArrayList：线程安全的ArrayList，其中所有可变操作(add、set 等等)都是通过对底层数组进行一次新的复制来实现的。需要较大的开销，遍历比可变操作的效率高。
CopyOnWriteArraySet：将所有操作转发至CopyOnWriteArayList来进行操作，能够保证线程安全。在add时，会调用addIfAbsent，由于每次add时都要进行数组遍历，因此性能会略低于CopyOnWriteArrayList。
ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap。ConcurrentHashMap在JDK 7之前是通过Lock和segment(分段锁)实现，JDK 8 之后改为CAS+synchronized来保证并发安全。
ConcurrentSkipListMap：相当于线程安全的TreeMap。

 
 

四. Executors: 线程池

1. 接口

Executor：接口提供一种将任务提交和每个任务将如何运行的机制（包括线程使用的细节、调度等）。通常使用Executor而不是显式地创建线程。
ExecutorService： 可以关闭 ExecutorService，这将导致其停止接受新任务。关闭后，执行程序将最后终止，这时没有任务在执行，也没有任务在等待执行，并且无法提交新任务。
ScheduledExecutorService：继承自ExecutorService，可设定在定期执行或延后的任务。
FutureTask：为Future提供了基础实现，如获取任务执行结果(get)和取消任务(cancel)等。如果任务尚未完成，获取结果将堵塞。FutureTask 常用来封装 Callable 和 Runnable，也可以作为一个任务提交到线程池中执行。FutureTask 的线程安全由CAS来保证。

 

2. 实现类

ThreadPoolExecutor：实现了AbstractExecutorService接口，也是一个 ExecutorService。
ScheduledThreadExecutor：实现ScheduledExecutorService接口，可安排在给定的延迟后运行命令，或者定期执行命令。
Fork/Join框架：技术是分治算法(Divide-and-Conquer)的并行实现。
Executors：工具类，用其可以创建ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory、Callable等对象。它的使用融入到了ThreadPoolExecutor, ScheduledThreadExecutor和ForkJoinPool中。

 

 
 
参考：https://pdai.tech/md/java/thread/java-thread-x-juc-overview.html