除了使用 synchronized、Lock 加锁之外,Java 中还有很多不需要加锁就可以解决并发问题的工具类
一、原子工具类
JDK 1.8 中,java.util.concurrent.atomic 包下类都是原子类,原子类都是基于 sun.misc.Unsafe 实现的。
CPU 为了解决并发问题,提供了 CAS 指令,全称 Compare And Swap,即比较并交互
CAS 指令需要 3 个参数,变量、比较值、新值。当变量的当前值与比较值相等时,才把变量更新为新值
CAS 是一条 CPU 指令,由 CPU 硬件级别上保证原子性
java.util.concurrent.atomic 包中的原子分为:原子性基本数据类型、原子性对象引用类型、原子性数组、原子性对象属性更新器和原子性累加器
原子性基本数据类型:AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong
原子性对象引用类型:AtomicReference、AtomicStampedReference、AtomicMarkableReference
原子性数组:AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray
原子性对象属性更新:AtomicIntegerFieldUpdater、AtomicLongFieldUpdater、AtomicReferenceFieldUpdater
原子性累加器:DoubleAccumulator、DoubleAdder、LongAccumulator、LongAdder
修改我们之前测试原子性问题的类,使用 AtomicInteger 的简单例子
package constxiong.concurrency.a026;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;/** * 测试 原子类 AtomicInteger * * @author ConstXiong */public class TestAtomicInteger { // 计数变量 static volatile AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 线程 1 给 count 加 10000 Thread t1 = new Thread(() -> { for (int j = 0; j <10000; j++) { count.incrementAndGet(); } System.out.println("thread t1 count 加 10000 结束"); }); // 线程 2 给 count 加 10000 Thread t2 = new Thread(() -> { for (int j = 0; j <10000; j++) { count.incrementAndGet(); } System.out.println("thread t2 count 加 10000 结束"); }); // 启动线程 1 t1.start(); // 启动线程 2 t2.start(); // 等待线程 1 执行完成 t1.join(); // 等待线程 2 执行完成 t2.join(); // 打印 count 变量 System.out.println(count.get()); }}
打印结果如预期
thread t2 count 加 10000 结束thread t1 count 加 10000 结束20000
二、线程本地存储
java.lang.ThreadLocal 类用于线程本地化存储。
线程本地化存储,就是为每一个线程创建一个变量,只有本线程可以在该变量中查看和修改值。
典型的使用例子就是,spring 在处理数据库事务问题的时候,就用了 ThreadLocal 为每个线程存储了各自的数据库连接 Connection。
使用 ThreadLocal 要注意,在不使用该变量的时候,一定要调用 remove() 方法移除变量,否则可能造成内存泄漏的问题。
示例
package constxiong.concurrency.a026;/** * 测试 原子类 AtomicInteger * * @author ConstXiong */public class TestThreadLocal { // 线程本地存储变量 private static final ThreadLocal
每个线程最后一个值都打印到了 5
Thread-0 : ThreadLocal num=1Thread-2 : ThreadLocal num=1Thread-1 : ThreadLocal num=1Thread-2 : ThreadLocal num=2Thread-0 : ThreadLocal num=2Thread-2 : ThreadLocal num=3Thread-0 : ThreadLocal num=3Thread-1 : ThreadLocal num=2Thread-0 : ThreadLocal num=4Thread-2 : ThreadLocal num=4Thread-0 : ThreadLocal num=5Thread-1 : ThreadLocal num=3Thread-2 : ThreadLocal num=5Thread-1 : ThreadLocal num=4Thread-1 : ThreadLocal num=5
三、copy-on-write
根据英文名称可以看出,需要写时复制,体现的是一种延时策略。
Java 中的 copy-on-write 容器包括:CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet。
涉及到数组的全量复制,所以也比较耗内存,在写少的情况下使用比较适合。
简单的 CopyOnWriteArrayList 的示例,这里只是说明 CopyOnWriteArrayList 怎么用,并且是线程安全的。这个场景并不适合使用 CopyOnWriteArrayList,因为写多读少。
package constxiong.concurrency.a026;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;/** * 测试 copy-on-write * @author ConstXiong */public class TestCopyOnWrite { private static final Random R = new Random(); private static CopyOnWriteArrayList
打印结果
5000
如果把
private static CopyOnWriteArrayList
改为
private static ArrayList
打印结果就是小于 5000 的整数了
【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】
原文 http://developer.51cto.com/art/202007/620384.htm