jdk Collection和concurrent包 --第二篇

queue队列(接上一章)：

https://www.cnblogs.com/lemon-flm/p/7877898.html

先看 java.util.concurrent 包里除去atomic和locks 两个package，有哪些重要的类(有点多，一个截图放不下)

首先看接口 BlockingQueue 以及其实现类：

ArrayBlockingQueue ， DelayQueue ， LinkedBlockingDeque ， LinkedBlockingQueue ， LinkedTransferQueue ， PriorityBlockingQueue ， SynchronousQueue

找到一个不错的博客，很全：

http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3496098.html

Java多线程系列--“JUC锁”02之互斥锁ReentrantLock

其中condition的 await 和 signal 相当于 thread 的wait 和 notify 。

condition 的 await 和 signal 需要配套使用，signal 唤醒的是相同condition 的await线程。

await 和wait 一样，会释放锁。

1. AQS -- 指AbstractQueuedSynchronizer类。
AQS是java中管理“锁”的抽象类，锁的许多公共方法都是在这个类中实现。AQS是独占锁(例如，ReentrantLock)和共享锁(例如，Semaphore)的公共父类。

2. AQS锁的类别 -- 分为“独占锁”和“共享锁”两种。
(01) 独占锁 -- 锁在一个时间点只能被一个线程锁占有。根据锁的获取机制，它又划分为“公平锁”和“非公平锁”。公平锁，是按照通过CLH等待线程按照先来先得的规则，公平的获取锁；而非公平锁，则当线程要获取锁时，它会无视CLH等待队列而直接获取锁。独占锁的典型实例子是ReentrantLock，此外，ReentrantReadWriteLock.WriteLock也是独占锁。
(02) 共享锁 -- 能被多个线程同时拥有，能被共享的锁。JUC包中的ReentrantReadWriteLock.ReadLock，CyclicBarrier， CountDownLatch和Semaphore都是共享锁。这些锁的用途和原理，在以后的章节再详细介绍。

3. CLH队列 -- Craig, Landin, and Hagersten lock queue
CLH队列是AQS中“等待锁”的线程队列。在多线程中，为了保护竞争资源不被多个线程同时操作而起来错误，我们常常需要通过锁来保护这些资源。在独占锁中，竞争资源在一个时间点只能被一个线程锁访问；而其它线程则需要等待。CLH就是管理这些“等待锁”的线程的队列。
CLH是一个非阻塞的 FIFO 队列。也就是说往里面插入或移除一个节点的时候，在并发条件下不会阻塞，而是通过自旋锁和 CAS 保证节点插入和移除的原子性。

4. CAS函数 -- Compare And Swap
CAS函数，是比较并交换函数，它是原子操作函数；即，通过CAS操作的数据都是以原子方式进行的。例如，compareAndSetHead(), compareAndSetTail(), compareAndSetNext()等函数。它们共同的特点是，这些函数所执行的动作是以原子的方式进行的。

// waitStatus为“CANCELLED, SIGNAL, CONDITION, PROPAGATE”时分别表示不同状态，
(03) Node通过waitStatus保存线程的等待状态。
(04) Node通过nextWaiter来区分线程是“独占锁”线程还是“共享锁”线程。如果是“独占锁”线程，则nextWaiter的值为EXCLUSIVE；如果是“共享锁”线程，则nextWaiter的值是SHARED。

说明：
(01) 关于waitStatus请参考下表(中扩号内为waitStatus的值)，更多关于waitStatus的内容，可以参考前面的Node类的介绍。

CANCELLED[1] -- 当前线程已被取消
SIGNAL[-1] -- “当前线程的后继线程需要被unpark(唤醒)”。一般发生情况是：当前线程的后继线程处于阻塞状态，而当前线程被release或cancel掉，因此需要唤醒当前线程的后继线程。
CONDITION[-2] -- 当前线程(处在Condition休眠状态)在等待Condition唤醒
PROPAGATE[-3] -- (共享锁)其它线程获取到“共享锁”
[0] -- 当前线程不属于上面的任何一种状态。

公平锁的获取流程：

(01) 先是通过tryAcquire()尝试获取锁。获取成功的话，直接返回；尝试失败的话，再通过acquireQueued()获取锁。
(02) 尝试失败的情况下，会先通过addWaiter()来将“当前线程”加入到"CLH队列"末尾；然后调用acquireQueued()，在CLH队列中排序等待获取锁，在此过程中，线程处于休眠状态。
直到获取锁了才返回。如果在休眠等待过程中被中断过，则调用selfInterrupt()来自己产生一个中断。

公平锁和不公平锁的区别：

公平锁和非公平锁的区别，是在获取锁的机制上的区别。表现在，在尝试获取锁时 —— 公平锁，只有在当前线程是CLH等待队列的表头时，才获取锁；而非公平锁，只要当前锁处于空闲状态，则直接获取锁，而不管CLH等待队列中的顺序。
只有当非公平锁尝试获取锁失败的时候，它才会像公平锁一样，进入CLH等待队列排序等待。

代码上区别是 tryAcquire 方法里有没有 hasQueuedPredecessors()判断(即当前线程在clh队列中，前面有无等待的线程)。

  公平锁：
  protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
            //当前线程在clh队列中， 前面有无等待的线程
                if (!hasQueuedPredecessors() &&
                    compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                int nextc = c + acquires;
                if (nextc < 0)
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            return false;
        }

        非公平锁：
         final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
                if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                int nextc = c + acquires;
                if (nextc < 0) // overflow
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            return false;
        }

接下一章

每个线程安全类的底层实现做分类
https://blog.csdn.net/lh87522/article/details/45973373
https://blog.csdn.net/windsunmoon/article/details/36903901

java.util.concurrent.atomic
每个线程安全类的底层实现使用CAS吗？

java.util.concurrent.locks?
看可重入锁，读写锁

jdk Collection和concurrent包 --第二篇

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