Java線程與並發編程實踐----額外的並發工具類
java.util包下提供了很多的集合類，如ArrayList、TreeSet、HashMap，但是這些
集合都是非線程安全的，並且對於單列集合的叠代器，采用的是快速失敗機制，當正在叠代
遍歷的集合被其它線程修改時，便會拋出 java.util.ConcurrentModificationException。
這顯然對於多線程操作的集合是十分不方便的，但早Colections這個工具類中有方法可以返回
線程安全的集合，然而這種集合對於高並發環境，性能十分低下。
於是，java.util.concurrent包下提供了很多相關集合的類，即並發集合，這些集合
具有並發性能和高擴展性，並且返回的是弱一致性的叠代器，即不再是快速失敗機制的叠代器。
大致描述如上，具體翻查jdk。下面單獨研究使用並發集合完成生產者消費者的問題。
使用BlockingQueue和ArrayBlockingQueue實現生產者消費者：
ArrayBlockingQueue是一個由數組支的有界阻塞隊列，當隊列滿載時，put()方法會阻塞，當
隊列為空時，take()方法阻塞，因此用這種隊列可以很輕松的實現消費者、生產者。
轉到http://blog.51cto.com/12222886/1963884
深入學習ConcurrentHashMap：
重點了解此方法。
ConcurrentHashMap是一個線程安全的集合，但是在多線程德操作之下它並不是線程安全
的，例如如下代碼：
if(!map.containsKey("something"))
map.put("something", "something");試想，當我們再判斷完之後，還未put之前，有一條線程向map中put進一個鍵為something的值，
然後我們再繼續put，那麽剛才的那個值是不是就被覆蓋了？這就產生了安全問題。。為了保證
安全我們應該這樣做：
synchronized (map) {
if (!map.containsKey("something"))
map.put("something", "something");
}以上可以解決安全問題，但是性能會被降低。。我們應該使用ConcurrentHashMap所提供的
一個API，putIfabsent(K key,V value),它的含義是，假如鍵值不存在，便put進去，它是線程
安全的，並且性能更高，相當於如下代碼：
synchronized (map) {
if (!map.containsKey("something"))
return map.put("something", "something");
else
return map.get(key);
}二、原子變量
和對象監聽器關聯的那些內置鎖一直以來都有性能不佳的問題，後來出現了
很多非阻塞算法，可大大提高性能和擴展性。
java.util.concurrent.atomic提供了高效非阻塞算法。它支持單個變量可進行無
鎖及線程安全的操作。有如下原子類：
原子變量用於實現計數器、序列生成器以及其它構造。在線程高爭用的環境下，這些構造要求互斥
而不影響性能。假如有如下代碼：
package xiancheng;
public class ID {
private static volatile long nextID = 1;
static synchronized long getNextID() {
return nextID++;
}
}上述代碼中volatile保證了可見性，synchronized保證了互斥性，在多線程環境下，上述代碼沒有
問題，然而在高爭用的環境中性能會很低。我們可以用原子變量代替上述代碼：
class ID2{
private static AtomicLong nextID = new AtomicLong();
public static long getNextID() {
return nextID.getAndIncrement();
}
}上述代碼完全保證了可見性，互斥性以及操作的原子性，並且由於它實現了高爭用下的非阻塞算法，
因此它的性能相對來說高了很多。
那麽問題來了，為什麽原子變量能夠提高性能？？？？
Compare-and-swap(CAS機制)
Compare-and-swap(CAS機制)是一個針對非搶占式微處理器的一條指定指令的寬泛術語，這條
指令讀取內存的位置，比較讀到的值和期望的值，當讀到值和期望值匹配時，就將新值存儲到該內存
位置，否則，什麽也不發生。
CAS支持原子的讀-改-寫序列，通常這樣使用：
（1）從地址A讀取x
(2)在x進行多步計算
(3）使用CAS將A值從x變為y。在進行這些操作時，如果A值沒有改變，CAS就成功了
那CAS到底優越之處在哪呢？
package xiancheng;
public class ID {
private static volatile long nextID = 1;
static synchronized long getNextID() {
return nextID++;
}
}上面的代碼使用synchronized，高爭用環境下的監聽鎖會導致過多的上下文切換，這樣會阻礙所有線程
並且導致應用程序無法很好的擴展。而CAS機制不適用監聽器來是操作原子化，而是在修改ID的值之前會
進行判斷，如果該值沒發生過變化，就將新值賦值給該變量，如果發生變化了就什麽也不做，而在這中間
對值是否發生過變化的判斷是利用CAS指令完成的。
java.util.concurrent.locks.ReentrantLock就使用了CAS機制改善了性能，原子類也利用了CAS機制。
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