java并发编程实战6-基础构建模块

1、同步容器类

常见的容器：Vector、HashTable、Collections.synchronizedXXX封装类等
都是线程安全的，但在某些情况下可能需要客户端加锁来保护复核操作(如A线程获取最后一个值，B线程删除最后一个元素，这两个操作可能交替执行，可能使得抛出ArrayIndexOutOfBoundsException)，使结果符合期望。
迭代器表现形为使“及时失败”(fail-fast)，即当迭代过程中容器被其他线程修改时，就抛出ConcurrentModificationException异常，容器内部采用了计数器与容器关联，迭代期间计数器被修改，那么next就会抛出异常。如果不希望迭代过程中抛出异常，可用的方式加锁或者克隆容器。加锁可能存在线程饥饿或死锁等情况，所以大多数情况下并不推荐。克隆容器就是在线程封闭的副本上迭代，不过在容器克隆时会有显著的性能开销，能否采用就要看容器大小、在元素上执行的操作等多个因素
容器在做toString、contianAll、removeAll、hashCode、equal时等操作时也会间接的执行迭代操作，所以也有可能抛出ConcurrentModificationException异常

2、 并发容器

常见容器：currentHashMap、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedQueue（FIFO）、BlockingQueue等
currentHashMap：使用分段锁(lock
striping)来实现最大程度的数据共享，执行读取和写入的线程可以并发的访问Map。迭代器具有弱一致性并非及时失败，一些需要计算整个Map的操作如size是一个估计值并非精确值。实现了“没有则添加”、“相等移除”’、“相等替换”等复合原子操作
CopyOnWriteArrayList：发布了事实不可变对象，访问不需要同步。每次修改时，都会创建并重新发布一个新的容器，实现可变性。适用于迭代操作远远多于修改操作。

3、阻塞队列

阻塞队列提供了可阻塞的put和take方法，并支持定时的offer和poll方法。已满的队列put阻塞至存在空余空间，为空的对了take阻塞至队列不为空
FIFO(先进先出)：ConcurrentLinkedQueue、LinkedBlokingQueue
优先级队列：PriorityBlockingQueue
串行线程封闭：利用阻塞队列的内部同步机制，从而安全的将对象从生产者发布到消费者的线程 双端队列与工作密取

4、 阻塞方法与中断方法

线程阻塞状态：BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING
中断方法：Thread提供了interrupt方法，用于中断或查询是否中断

5、 同步工具类

闭锁：可以用来确保某些活动直到其他活动都完成才继续执行；CountDownLatch是一种灵活的闭锁实现，闭锁状态包含了一个计数器，countDown方法递减计数器，await方法等待计数器达到零。
FutureTest：get方法可以计算并获取任务的执行状态，等待运行、正在运行、执行完成3个状态，是由Callbale方式实现，也可以实现闭锁
信号量（Counting
Semaphore）：用来控制访问特定资源的操作数量；可以用来实现某种资源池或容器边界；acquire方法获得许可（已满阻塞），release方法释放许可
栅栏（Barrier）：所有线程必须到达栅栏位置才能继续执行或者两方栅栏交换数据

6、 构建高效且可伸缩的结果缓存

public interface Computable<A, V> {
    V compute(A arg) throws InterruptedException;
}

public class ExpensiveFunction implements Computable<String, BigInteger> {
    @Override
    public BigInteger compute(String arg) throws InterruptedException {
        return new BigInteger(arg);
    }
}	

public class Memoizer<A, V> implements Computable<A, V> {
    private final ConcurrentHashMap<A, Future<V>> cache = new ConcurrentHashMap<A, Future<V>>();
    private final Computable<A, V> c;

    public Memoizer(Computable<A, V> c) {
        this.c = c;
    }

    @Override
    public V compute(final A arg) throws InterruptedException {
        while (true) {
            Future<V> f = cache.get(arg);
            if (f == null) {
                Callable<V> eval = new Callable<V>() {
                    @Override
                    public V call() throws Exception {
                        return c.compute(arg);
                    }
                };
                FutureTask<V> ft = new FutureTask<>(eval);
                f = cache.putIfAbsent(arg, ft);
                if (f == null) {
                    f = ft;
                    ft.run();
                }
            }
            try {
                return f.get();
            }catch (InterruptedException e) {
                cache.remove(arg, f);
            } catch (ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

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