1.同步容器类

vector与arraylist区别

arraylist是最常见的list实现类,内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问，数组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要将已经有的数组复制到新的存储空间中，当从arraylist的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制，移动，代价比较高，因此它合适随机查找和遍历，不合适插入和删除。

vector与arraylist一样，也是通过数组实现的，不同的是它支持线程同步，即某一时刻只有一个线程能够写vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，访问它比访问arraylist慢。vector中的方法都有加syncronized关键字。

hashtable与hashmap区别

hashmap是一个接口，是map接口的子接口，是将键映射到值的对象，其中键和值都是对象，并且不能包含重复键，但可以包含重复值。hashmap允许null key 和null value,而hashtable不允许。

hashtable是线程安全的一个collction

hashmap是hashtable的轻量级实现，非线程安全的实现，他们都完成了map接口，主要区别在于hashmap允许空键值，由于非线程安全，效率上可能高于hashtable。hashmap允许将null作为一个entry的key或者value，而hashtable不允许。hashmap把hashtable的contains方法去掉了，改成containsvalue和containskey。

collections.synchronized 将线程不安全集合变成线程安全集合。

2.ConcurrentHashMap

concurrentmap接口下有两个重要的实现：concurrentHashMap,ConcurrentskipListMap(支持并发排序功能)

ConcurrentHashMap内部使用段来表示这些不同的部分，每个段其实就是一个小的hashtable，它们有自己的锁，只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行，把一个整体分成16个段，也就是最高支持16个线程并发修改操作，这也是在重线程场景时减小锁的粒度从而降低锁竞争的一种方案，并且代码中大多共享变量使用volatile关键字声明，目的是第一时间获取修改的内容。性能非常好。

3.CountDownLatch

CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下，利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A，它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行，此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了

public class ThreadDemo {
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		
		CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(2);
		
		new Thread(() -> {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行了。。。。。。。。");
			// 每次减去1
			cdl.countDown();
		}).start();
		
		new Thread(() -> {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行了。。。。。。。。");
			// 每次减去1
			cdl.countDown();
		}).start();
		
		//调用当前方法主线程阻塞  countDown结果为0, 阻塞变为运行状态
		cdl.await();
		
		System.out.println("主线程执行了");
	}
}

//控制台打印
Thread-0执行了。。。。。。。。
Thread-1执行了。。。。。。。。
主线程执行了

4.CyclicBarrier

CyclicBarrier初始化时规定一个数目，然后计算调用了CyclicBarrier.await()进入等待的线程数，当线程数达到了这个数目时，所有进入等待状态的线程被唤醒并继续。

CyclicBarrier就像它名字的意思一样，可看成是个障碍，所有的线程必须到齐后才能一起通过这个障碍。

CylicBarrier初始化时还可带一个Runnable的参数，此Runnable任务在CyclicBarrier的数目到达后，所有其他线程被唤醒前被执行。

public class ThreadDemo {
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		
		CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(3);
		
		new Thread(() -> {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始执行了。。。。。");
			try {
				Thread.sleep(500);
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行中。。。。。");
				cb.await();
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行完毕。。。。。");
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}).start();
		
		new Thread(() -> {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始执行了。。。。。");
			try {
				Thread.sleep(500);
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行中。。。。。");
				cb.await();
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行完毕。。。。。");
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}).start();
		
		new Thread(() -> {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始执行了。。。。。");
			try {
				Thread.sleep(500);
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行中。。。。。");
				cb.await();
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行完毕。。。。。");
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}).start();
	}
}

5.Semaphore

Semaphore是一种基于计数的信号量，它可以设定一个阈值，基于此，多个线程竞争获取许可信号，做自己的申请后归还，超过阀值后，线程申请许可信号将会被阻塞。Semaphore可以用来构建一些对象池，资源池之类的，比如数据库连接池，我们也可以创建计数为1的Semaphore，将其作为一种类似互斥锁的机制，这也叫二元信号量，表示两种互斥状态。

public class ThreadDemo {
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Semaphore s = new Semaphore(2);
		for(int i =0; i< 10; i++) {
			T1 t1 = new T1(s);
			t1.start();
		}
	}
	
}

class T1 extends Thread {
	
	private Semaphore semaphore;
	
	public T1(Semaphore semaphore) {
		this.semaphore = semaphore;
	}
	
	public void run() {
		//查看剩下的资源
		int count = semaphore.availablePermits();
		if(count == 0) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "没资源了，休息一下吧。。。。。。。。。。。。");
		}
		try {
			//申请资源
			semaphore.acquire();
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "有空余的资源。。。。。。。。");
			Thread.sleep(1000);
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "使用完资源准备归还资源。。。。。。。。");
			//归还资源
			semaphore.release();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}



Thread-0有空余的资源。。。。。。。。
Thread-4有空余的资源。。。。。。。。
Thread-1没资源了，休息一下吧。。。。。。。。。。。。
Thread-8没资源了，休息一下吧。。。。。。。。。。。。
Thread-2没资源了，休息一下吧。。。。。。。。。。。。
Thread-6没资源了，休息一下吧。。。。。。。。。。。。
Thread-3没资源了，休息一下吧。。。。。。。。。。。。
Thread-7没资源了，休息一下吧。。。。。。。。。。。。
Thread-9没资源了，休息一下吧。。。。。。。。。。。。
Thread-5没资源了，休息一下吧。。。。。。。。。。。。
Thread-0使用完资源准备归还资源。。。。。。。。
Thread-4使用完资源准备归还资源。。。。。。。。
Thread-1有空余的资源。。。。。。。。
Thread-8有空余的资源。。。。。。。。
Thread-1使用完资源准备归还资源。。。。。。。。
Thread-2有空余的资源。。。。。。。。
Thread-8使用完资源准备归还资源。。。。。。。。
Thread-6有空余的资源。。。。。。。。
Thread-2使用完资源准备归还资源。。。。。。。。
Thread-3有空余的资源。。。。。。。。
Thread-6使用完资源准备归还资源。。。。。。。。
Thread-7有空余的资源。。。。。。。。
Thread-3使用完资源准备归还资源。。。。。。。。
Thread-7使用完资源准备归还资源。。。。。。。。
Thread-9有空余的资源。。。。。。。。
Thread-5有空余的资源。。。。。。。。
Thread-9使用完资源准备归还资源。。。。。。。。
Thread-5使用完资源准备归还资源。。。。。。。。

6.并发队列

在并发队列上JDK提供了两套实现，一个是以ConcurrentLinkedQueue为代表的高性能队列，一个是以BlockingQueue接口为代表的阻塞队列，无论哪种都继承制Queue.

ConcurrentLinkedDeque

ConcurrentLinkedDeque是一个适用于高并发场景下的队列，通过无锁的方式，实现了高并发状态下的高性能，通过ConcurrentLinkedQueue性能好于BlockingQueue，它是一个基于链接节点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则。头是最先加入的，尾是最近加入的，该队列不允许null元素。

ConcurrentLinkedDeque<Object> cd = new ConcurrentLinkedDeque<Object>();
cd.add("wenlong");
cd.offer("bug");
		
System.out.println(cd.poll()); //获取值并删除值
System.out.println(cd.peek()); //获取值

BlockingQueue

阻塞队列是一个支持两个附加操作的队列，这两个附加的操作是

1.在队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为非空。

2.当队列满时，存储元素的线程会等待队列可用。

阻塞队列常用于生产者和消费者的场景，生产者是往队列里添加元素的线程，消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器，而消费者也只从容器里拿元素。

BlockingQueue即阻塞队列，从阻塞这个词可以看出，在某些情况下对阻塞队列的访问可能会造成阻塞。被阻塞的情况主要有如下两种：

1. 当队列满了的时候进行入队列操作

2. 当队列空了的时候进行出队列操作

因此，当一个线程试图对一个已经满了的队列进行入队列操作时，它将会被阻塞，除非有另一个线程做了出队列操作；同样，当一个线程试图对一个空队列进行出队列操作时，它将会被阻塞，除非有另一个线程进行了入队列操作。

在Java中，BlockingQueue的接口位于java.util.concurrent 包中(在Java5版本开始提供)，由上面介绍的阻塞队列的特性可知，阻塞队列是线程安全的。

在新增的Concurrent包中，BlockingQueue很好的解决了多线程中，如何高效安全“传输”数据的问题。通过这些高效并且线程安全的队列类，为我们快速搭建高质量的多线程程序带来极大的便利。本文详细介绍了BlockingQueue家庭中的所有成员，包括他们各自的功能以及常见使用场景。

认识BlockingQueue

阻塞队列，顾名思义，首先它是一个队列，而一个队列在数据结构中所起的作用大致如下图所示：

从上图我们可以很清楚看到，通过一个共享的队列，可以使得数据由队列的一端输入，从另外一端输出；

常用的队列主要有以下两种：（当然通过不同的实现方式，还可以延伸出很多不同类型的队列，DelayQueue就是其中的一种）

多线程环境中，通过队列可以很容易实现数据共享，比如经典的“生产者”和“消费者”模型中，通过队列可以很便利地实现两者之间的数据共享。假设我们有若干生产者线程，另外又有若干个消费者线程。如果生产者线程需要把准备好的数据共享给消费者线程，利用队列的方式来传递数据，就可以很方便地解决他们之间的数据共享问题。但如果生产者和消费者在某个时间段内，万一发生数据处理速度不匹配的情况呢？理想情况下，如果生产者产出数据的速度大于消费者消费的速度，并且当生产出来的数据累积到一定程度的时候，那么生产者必须暂停等待一下（阻塞生产者线程），以便等待消费者线程把累积的数据处理完毕，反之亦然。然而，在concurrent包发布以前，在多线程环境下，我们每个程序员都必须去自己控制这些细节，尤其还要兼顾效率和线程安全，而这会给我们的程序带来不小的复杂度。好在此时，强大的concurrent包横空出世了，而他也给我们带来了强大的BlockingQueue。（在多线程领域：所谓阻塞，在某些情况下会挂起线程（即阻塞），一旦条件满足，被挂起的线程又会自动被唤醒）

ArrayBlockingQueue

ArrayBlockingQueue是一个有边界的阻塞队列，它的内部实现是一个数组。有边界的意思是它的容量是有限的，我们必须在其初始化的时候指定它的容量大小，容量大小一旦指定就不可改变。

ArrayBlockingQueue是以先进先出的方式存储数据，最新插入的对象是尾部，最新移出的对象是头部

ArrayBlockingQueue<Object> abq = new ArrayBlockingQueue<Object>(3);
abq.add("张三");
abq.add("李四");
abq.add("王五");
abq.offer("文龙", 2, TimeUnit.SECONDS);

LinkedBlockingQueue

linkedBlockingQueue阻塞队列大小的配置是可选的，如果我们初始化时指定一个大小，它就是有边界的，如果不指定，它就是无边界的，说是无边界，其实是采用了默认大小为Integer.MAX_VALUE的容量，它的内部实现是一个链表。和ArrayBlockingQueue一样，LinkedBlockingQueue也是以先进先出的方式存储数据，最新插入的对象是尾部，最新移出的对象是头部。

LinkedBlockingQueue<Object> lq = new LinkedBlockingQueue<Object>(3);
lq.add("张三");
lq.add("李四");
lq.offer("麻子", 2, TimeUnit.SECONDS);
		
System.out.println(lq.poll());
System.out.println(lq.poll());
System.out.println(lq.poll());

PriorityBlockingQueue

PriorityBlockingQueue是一个没有边界的队列，它的排序规则和 java.util.PriorityQueue一样。需要注意，PriorityBlockingQueue中允许插入null对象。所有插入PriorityBlockingQueue的对象必须实现 java.lang.Comparable接口，队列优先级的排序规则就是按照我们对这个接口的实现来定义的。另外，我们可以从PriorityBlockingQueue获得一个迭代器Iterator，但这个迭代器并不保证按照优先级顺序进行迭代。

SychronousQueue

synchronousQueue队列内部仅允许容纳一个元素。当一个线程插入一个元素后会被阻塞，除非这个元素被另一个线程消费。

BlockingQueue模拟生产者与消费者

public class ThreadDemo {
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {
			BlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue(5);
			T1 t1 = new T1(queue);
			T2 t2 = new T2(queue);
			t1.start();
			t2.start();
		
	}
	
}

class T1 extends Thread {
	
	private BlockingQueue queue;
	
	private volatile boolean b = true;
	
	public static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
	
	public T1(BlockingQueue queue) {
		this.queue = queue;
	}
	
	public void run() {
		try {
			while(b) {
				int count = atomicInteger.incrementAndGet();
				boolean offer = queue.offer(count + "", 2, TimeUnit.SECONDS);
				if(offer) {
					System.out.println("添加成功。。。。");
				}else {
					System.out.println("队列已经满。。。。");
				}
				Thread.sleep(1000);
			}
			
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public void stopThread() {
		this.b = false;
	}
}

class T2 extends Thread {
	
	private BlockingQueue queue;
	
	private volatile boolean b = true;
	
	public T2(BlockingQueue queue) {
		this.queue = queue;
	}
	
	public void run() {
		try {
			while(b) {
				String i =(String) queue.poll(2,TimeUnit.SECONDS);
				if(i != null) {
					System.out.println("拿到数据" + i);
				}else {
					System.out.println("没拿到数据");
					this.b = false;
				}
			}
			
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	
}

添加成功。。。。
拿到数据1
添加成功。。。。
拿到数据2
添加成功。。。。
拿到数据3
添加成功。。。。

 

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