JUC

java.util.concurrent包,

这个包是从JDK1.5开始引入的,在此之前,这个包独立存在着,它是由Doug Lea开发的,名字叫backport-util-concurrent

在1.5开始引入java,命名路径为java.util.concurrent,其中的基本实现方式,也有所改变。

(来源于一位大牛的blog:     深入浅出Java Concurreny   (http://www.blogjava.net/xylz/archive/2010/06/30/324915.html))

下图表明,java.util.concurrent包主要有,

AtomicI原子化,基于原子操作的循环CAS算法。

Collections容器,ConcurrentLinkedQueue(非阻塞队列---基于原子引用的循环CAS

Locks锁,基于非阻塞队列的循环CAS + JNI的unsafe.park(false, 0L)阻塞线程

Collections容器的ConcurrentHashMap是,基于ReentrantLock的锁分段技术

Collections容器的阻塞队列是,基于ReentrantLock / Condition的锁等待技术

Executor线程池。

 

CAS

CAS,compare and swap,比较和替换

(也有人直接理解为compare and set,其实是一样的)。

CAS是一种乐观锁做法,而且整个JUC的实现都是基于CAS机制的。

如果直接用synchronized加锁,这是一种悲观锁做法,所谓悲观锁,就是悲观的认为线程是绝对不安全的,必须保证在swap值之前,没有任何其它线程操作当前值。

synchronized是一种独占锁,性能受限于这种悲观策略。这一点将在后面详述。

而CAS是一种乐观锁机制,所谓乐观锁,就是相信在compare 和swap之间,被其它线程影响的可能性不大,只要compare校验通过,就可以进行swap。

在Java中,compareAndSet的基本代码如下:

1 public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
2 return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
3 }

从代码中看,java的compareAndSet使用使用JNI中的unsafe接口来实现的,

这是因为,现代CPU基本都提供了特殊的指令,能够做到自动更新共享数据的同时,检测其它线程的干扰,也就是说,CPU本身提供了compareAndSet功能。

所以才能提供JNI的CAS接口。

有了JNI的CAS接口,基于该接口的JUC就能获得更高性能。

Intel 处理器中,比较并交换通过指令cmpxchg实现。比较是否和给定的数值一致,如果一致则修改,不一致则不修改。

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