PriorityBlockingQueue,支持优先级的无界阻塞队列,默认情况下元素按照升序排序。可自定义 compareTo 方法指定排序规则,或者初始化时指定 Comparator 排序,不能保证同优先级元素的顺序。
DelayQueue,支持延时获取元素的无界阻塞队列,使用优先级队列实现。创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素,只有延迟期满时才能从队列中获取元素,适用于缓存和定时调度。
SynchronousQueue,不存储元素的阻塞队列,每一个 put 必须等待一个 take。默认使用非公平策略,也支持公平策略,适用于传递性场景,吞吐量高。
LinkedTransferQueue,链表组成的无界阻塞队列,相对于其他阻塞队列多了 tryTransfer 和 transfer 方法。transfer方法:如果当前有消费者正等待接收元素,可以把生产者传入的元素立刻传输给消费者,否则会将元素放在队列的尾节点并等到该元素被消费者消费才返回。tryTransfer 方法用来试探生产者传入的元素能否直接传给消费者,如果没有消费者等待接收元素则返回 false,和 transfer 的区别是无论消费者是否消费都会立即返回。
LinkedBlockingDeque,链表组成的双向阻塞队列,可从队列的两端插入和移出元素,多线程同时入队时减少了竞争。
实现原理
使用通知模式实现,生产者往满的队列里添加元素时会阻塞,当消费者消费后,会通知生产者当前队列可用。当往队列里插入一个元素,如果队列不可用,阻塞生产者主要通过 LockSupport 的 park 方法实现,不同操作系统中实现方式不同,在 Linux 下使用的是系统方法 pthread_cond_wait 实现。
Q13:谈一谈 ThreadLocalThreadLoacl 是线程共享变量,主要用于一个线程内跨类、方法传递数据。ThreadLoacl 有一个静态内部类 ThreadLocalMap,其 Key 是 ThreadLocal 对象,值是 Entry 对象,Entry 中只有一个 Object 类的 vaule 值。ThreadLocal 是线程共享的,但 ThreadLocalMap 是每个线程私有的。ThreadLocal 主要有 set、get 和 remove 三个方法。
set 方法
首先获取当前线程,然后再获取当前线程对应的 ThreadLocalMap 类型的对象 map。如果 map 存在就直接设置值,key 是当前的 ThreadLocal 对象,value 是传入的参数。
如果 map 不存在就通过 createMap 方法为当前线程创建一个 ThreadLocalMap 对象再设置值。
get 方法
首先获取当前线程,然后再获取当前线程对应的 ThreadLocalMap 类型的对象 map。如果 map 存在就以当前 ThreadLocal 对象作为 key 获取 Entry 类型的对象 e,如果 e 存在就返回它的 value 属性。
如果 e 不存在或者 map 不存在,就调用 setInitialValue 方法先为当前线程创建一个 ThreadLocalMap 对象然后返回默认的初始值 null。
remove 方法
首先通过当前线程获取其对应的 ThreadLocalMap 类型的对象 m,如果 m 不为空,就解除 ThreadLocal 这个 key 及其对应的 value 值的联系。
存在的问题
线程复用会产生脏数据,由于线程池会重用 Thread 对象,因此与 Thread 绑定的 ThreadLocal 也会被重用。如果没有调用 remove 清理与线程相关的 ThreadLocal 信息,那么假如下一个线程没有调用 set 设置初始值就可能 get 到重用的线程信息。
ThreadLocal 还存在内存泄漏的问题,由于 ThreadLocal 是弱引用,但 Entry 的 value 是强引用,因此当 ThreadLocal 被垃圾回收后,value 依旧不会被释放。因此需要及时调用 remove 方法进行清理操作。
JUC 11 Q1:什么是 CAS?CAS 表示 Compare And Swap,比较并交换,CAS 需要三个操作数,分别是内存位置 V、旧的预期值 A 和准备设置的新值 B。CAS 指令执行时,当且仅当 V 符合 A 时,处理器才会用 B 更新 V 的值,否则它就不执行更新。但不管是否更新都会返回 V 的旧值,这些处理过程是原子操作,执行期间不会被其他线程打断。
在 JDK 5 后,Java 类库中才开始使用 CAS 操作,该操作由 Unsafe 类里的 compareAndSwapInt 等几个方法包装提供。HotSpot 在内部对这些方法做了特殊处理,即时编译的结果是一条平台相关的处理器 CAS 指令。Unsafe 类不是给用户程序调用的类,因此 JDK9 前只有 Java 类库可以使用 CAS,譬如 juc 包里的 AtomicInteger类中 compareAndSet 等方法都使用了Unsafe 类的 CAS 操作实现。
Q2:CAS 有什么问题?