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
1、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
packageconstxiong.concurrency.a026;importjava.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;/*** 测试 原子类 AtomicInteger
*
*@authorConstXiong*/
public classTestAtomicInteger {//计数变量
static volatile AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {//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
2、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
packageconstxiong.concurrency.a026;/*** 测试 原子类 AtomicInteger
*
*@authorConstXiong*/
public classTestThreadLocal {//线程本地存储变量
private static final ThreadLocal THREAD_LOCAL_NUM = new ThreadLocal() {
@Overrideprotected Integer initialValue() {//初始值
return 0;
}
};public static voidmain(String[] args) {for (int i = 0; i < 3; i++) {//启动三个线程
Thread t = newThread() {
@Overridepublic voidrun() {
add10ByThreadLocal();
}
};
t.start();
}
}/*** 线程本地存储变量加 5*/
private static voidadd10ByThreadLocal() {try{for (int i = 0; i < 5; i++) {
Integer n=THREAD_LOCAL_NUM.get();
n+= 1;
THREAD_LOCAL_NUM.set(n);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " : ThreadLocal num=" +n);
}
}finally{
THREAD_LOCAL_NUM.remove();//将变量移除
}
}
}
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
3、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。
packageconstxiong.concurrency.a026;importjava.util.ArrayList;importjava.util.List;importjava.util.Random;importjava.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;/*** 测试 copy-on-write
*@authorConstXiong*/
public classTestCopyOnWrite {private static final Random R = newRandom();private static CopyOnWriteArrayList cowList = new CopyOnWriteArrayList();//private static ArrayList cowList = new ArrayList();
public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {
List threadList = new ArrayList();//启动 1000 个线程，向 cowList 添加 5 个随机整数
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
Thread t= new Thread(() ->{for (int j = 0; j < 5; j++) {//休眠 10 毫秒，让线程同时向 cowList 添加整数，引出并发问题
try{
Thread.sleep(10);
}catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
cowList.add(R.nextInt(100));
}
}) ;
t.start();
threadList.add(t);
}for(Thread t : threadList) {
t.join();
}
System.out.println(cowList.size());
}
}
打印结果
5000
如果把
private static CopyOnWriteArrayList cowList = new CopyOnWriteArrayList();
改为
private static ArrayList cowList = new ArrayList();
打印结果就是小于 5000 的整数了
转播
