Java之并发工具类的详细解析

3. 并发工具类

3.1 并发工具类-Hashtable

Hashtable出现的原因 : 在集合类中HashMap是比较常用的集合对象，但是HashMap是线程不安全的(多线程环境下可能会存在问题)。为了保证数据的安全性我们可以使用Hashtable，但是Hashtable的效率低下。

代码实现 :

package com.itheima.mymap;
​
import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;
​
public class MyHashtableDemo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Hashtable<String, String> hm = new Hashtable<>();
​Thread t1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 25; i++) {hm.put(i + "", i + "");}});
​
​Thread t2 = new Thread(() -> {for (int i = 25; i < 51; i++) {hm.put(i + "", i + "");}});
​t1.start();t2.start();
​System.out.println("----------------------------");//为了t1和t2能把数据全部添加完毕Thread.sleep(1000);
​//0-0 1-1 ..... 50- 50
​for (int i = 0; i < 51; i++) {System.out.println(hm.get(i + ""));}//0 1 2 3 .... 50
​
​}
}

3.2 并发工具类-ConcurrentHashMap基本使用

ConcurrentHashMap出现的原因 : 在集合类中HashMap是比较常用的集合对象，但是HashMap是线程不安全的(多线程环境下可能会存在问题)。为了保证数据的安全性我们可以使用Hashtable，但是Hashtable的效率低下。

基于以上两个原因我们可以使用JDK1.5以后所提供的ConcurrentHashMap。

体系结构 :

总结 :

1 ，HashMap是线程不安全的。多线程环境下会有数据安全问题

2 ，Hashtable是线程安全的，但是会将整张表锁起来，效率低下

3，ConcurrentHashMap也是线程安全的，效率较高。 在JDK7和JDK8中，底层原理不一样。

代码实现 :

package com.itheima.mymap;
​
import java.util.Hashtable;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
​
public class MyConcurrentHashMapDemo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {ConcurrentHashMap<String, String> hm = new ConcurrentHashMap<>(100);
​Thread t1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 25; i++) {hm.put(i + "", i + "");}});
​
​Thread t2 = new Thread(() -> {for (int i = 25; i < 51; i++) {hm.put(i + "", i + "");}});
​t1.start();t2.start();
​System.out.println("----------------------------");//为了t1和t2能把数据全部添加完毕Thread.sleep(1000);
​//0-0 1-1 ..... 50- 50
​for (int i = 0; i < 51; i++) {System.out.println(hm.get(i + ""));}//0 1 2 3 .... 50}
}

3.3 并发工具类-ConcurrentHashMap1.7原理

3.4 并发工具类-ConcurrentHashMap1.8原理

总结 :

1，如果使用空参构造创建ConcurrentHashMap对象，则什么事情都不做。 在第一次添加元素的时候创建哈希表

2，计算当前元素应存入的索引。

3，如果该索引位置为null，则利用cas算法，将本结点添加到数组中。

4，如果该索引位置不为null，则利用volatile关键字获得当前位置最新的结点地址，挂在他下面，变成链表。

5，当链表的长度大于等于8时，自动转换成红黑树6，以链表或者红黑树头结点为锁对象，配合悲观锁保证多线程操作集合时数据的安全性

3.5 并发工具类-CountDownLatch

CountDownLatch类 :

方法解释
public CountDownLatch(int count)参数传递线程数，表示等待线程数量
public void await()让线程等待
public void countDown()当前线程执行完毕

使用场景： 让某一条线程等待其他线程执行完毕之后再执行

代码实现 :

package com.itheima.mycountdownlatch;
​
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
​
public class ChileThread1 extends Thread {
​private CountDownLatch countDownLatch;public ChileThread1(CountDownLatch countDownLatch) {this.countDownLatch = countDownLatch;}
​@Overridepublic void run() {//1.吃饺子for (int i = 1; i <= 10; i++) {System.out.println(getName() + "在吃第" + i + "个饺子");}//2.吃完说一声//每一次countDown方法的时候，就让计数器-1countDownLatch.countDown();}
}
​
package com.itheima.mycountdownlatch;
​
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
​
public class ChileThread2 extends Thread {
​private CountDownLatch countDownLatch;public ChileThread2(CountDownLatch countDownLatch) {this.countDownLatch = countDownLatch;}@Overridepublic void run() {//1.吃饺子for (int i = 1; i <= 15; i++) {System.out.println(getName() + "在吃第" + i + "个饺子");}//2.吃完说一声//每一次countDown方法的时候，就让计数器-1countDownLatch.countDown();}
}
​
package com.itheima.mycountdownlatch;
​
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
​
public class ChileThread3 extends Thread {
​private CountDownLatch countDownLatch;public ChileThread3(CountDownLatch countDownLatch) {this.countDownLatch = countDownLatch;}@Overridepublic void run() {//1.吃饺子for (int i = 1; i <= 20; i++) {System.out.println(getName() + "在吃第" + i + "个饺子");}//2.吃完说一声//每一次countDown方法的时候，就让计数器-1countDownLatch.countDown();}
}
​
package com.itheima.mycountdownlatch;
​
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
​
public class MotherThread extends Thread {private CountDownLatch countDownLatch;public MotherThread(CountDownLatch countDownLatch) {this.countDownLatch = countDownLatch;}
​@Overridepublic void run() {//1.等待try {//当计数器变成0的时候，会自动唤醒这里等待的线程。countDownLatch.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//2.收拾碗筷System.out.println("妈妈在收拾碗筷");}
}
​
package com.itheima.mycountdownlatch;
​
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
​
public class MyCountDownLatchDemo {public static void main(String[] args) {//1.创建CountDownLatch的对象，需要传递给四个线程。//在底层就定义了一个计数器，此时计数器的值就是3CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);//2.创建四个线程对象并开启他们。MotherThread motherThread = new MotherThread(countDownLatch);motherThread.start();
​ChileThread1 t1 = new ChileThread1(countDownLatch);t1.setName("小明");
​ChileThread2 t2 = new ChileThread2(countDownLatch);t2.setName("小红");
​ChileThread3 t3 = new ChileThread3(countDownLatch);t3.setName("小刚");
​t1.start();t2.start();t3.start();}
}

总结 :

1. CountDownLatch(int count)：参数写等待线程的数量。并定义了一个计数器。

2. await()：让线程等待，当计数器为0时，会唤醒等待的线程

3. countDown()： 线程执行完毕时调用，会将计数器-1。

3.6 并发工具类-Semaphore

使用场景 :

可以控制访问特定资源的线程数量。

实现步骤 :

1，需要有人管理这个通道

2，当有车进来了，发通行许可证

3，当车出去了，收回通行许可证

4，如果通行许可证发完了，那么其他车辆只能等着

代码实现 :

package com.itheima.mysemaphore;
​
import java.util.concurrent.Semaphore;
​
public class MyRunnable implements Runnable {//1.获得管理员对象，private Semaphore semaphore = new Semaphore(2);@Overridepublic void run() {//2.获得通行证try {semaphore.acquire();//3.开始行驶System.out.println("获得了通行证开始行驶");Thread.sleep(2000);System.out.println("归还通行证");//4.归还通行证semaphore.release();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}
​
package com.itheima.mysemaphore;
​
public class MySemaphoreDemo {public static void main(String[] args) {MyRunnable mr = new MyRunnable();
​for (int i = 0; i < 100; i++) {new Thread(mr).start();}}
}

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