第6章 Java并发容器和框架
6.1 Concurrent Hash Map的实现原理与使用
6.1.1 为什么要使用Concurrent HashMap
HashTable同时排斥get与set方法
6.1.2 Concurrent HashMap的结构
6.1.3 初始化
略
6.1.4 定位Segment
定位到Segment通过Hash算法，这里通过再散列，让更高的位参与到了运算中。
6.1.5 Concurrent HashMap的操作
1>get操作
①get时不需要加锁，因为Entry<K,V>中的value加了volatile修饰，保证了可见性，典型的volatile代替锁。
②但在读到空值时会加锁重读
③在Segment中的hash算法与Concurrent中不同
2>put操作
①扩容：与HashMap不同
HashMap插入后判断是否需要扩容，Segment插入前判断，防止无效扩容
②如何扩容
创建一个两倍于原数组的数组，将原数组再散列后插入（效率低，内存占用有时变为三倍）
所以Concurrent HashMap不会整个扩容，只会对segment进行扩容。而且最好在可预知的情况下队HashMap进行初始size设置
3>size操作
通过两次不锁操作统计，并在统计中判断是否发烧了修改（通过put、remore与clean方法对modcount的加1），若发生过变化，则modcount加1
【JDK1.8之后不适用segment，通过CAS为null节点put；通过synchronized为有值节点put】
6.2 ConcurrentLinkedQueue
6.2.2 入队
1>入队过程
定位尾结点->入队节点变为尾结点的next
2>定位尾结点
tail或者tail.next为尾结点
3>CAS入队，若尾结点不为null，重新定位尾结点
4>HOPS设计意图
尾结点不一定是tail节点，这样可以减少更新tail节点，不过在查找尾结点时需要多读，但减少了写。
6.2.3 出队列
①获取头节点->将其中元素取出并置为null
②获取头节点->元素已为空->获取下个节点
6.3 Java中的阻塞队列
6.3.1 什么是阻塞队列
BlockingQueue支持插入/移除时阻塞
在插入/移除时可选方法：
①抛异常
②返回特殊值
③阻塞
④超时退出
6.3.2 Java里的阻塞队列
1>ArrayBlockingQueue
先进先出排序，但非公平，有界（可选公平）
2>LinkedBlockingQueue(不公平)
同上，链表实现，界限为Int.MAX_VALUE
3>PriorityBlockingQueue
按优先级排序，无界，最小堆（二叉小顶堆）
4>DelayQueue
支持延时获取元素的无界队列，用PriorityQueue实现。队列中的元素需要实现Delay接口，在创建元素时可指定需要多久才能获得元素
【应用场景：
1>缓存系统设计：在存入时指定过期时间，在线程中获取元素，获取到后表示已过期
2>定时任务调度：保存执行任务的任务与执行时间，获取到后开始执行，如：TimerQueue】
【如何使用：
①实现Delay接口，用time记录当前对象延迟时间，sequenceNumber标识元素在队列中的先后顺序
②实现getDelay方法，返回当前元素还需要延时多长时间。单位为纳秒，与time字段配合使用
③实现CompareTo方法，将time值最大的放在末尾】
【如何实现：
在获取元素时判断，没到延时时间则阻塞】
5>synchronousQueue
不存储元素，每一个put操作必须等待一个take操作，否则不能继续添加。默认非公平，可选公平，吞吐量高。
6>LinkedTransferQueue
①transfer方法：该方法添加元素时必会等到元素被消费才返回
②tryTransfer方法：尝试直接给消费者，不行则返回false，可设置超时
7>LinkedBlockingDeque
双向队列，减少竞争
6.3.3 阻塞队列的实现原理
使用通知模式，设置了两个condition，非空与非满时通知，由ReetrantLock获得，其中await由support.park()实现
【park阻塞线程返回的四种情况
①unpark执行或已执行
②线程被中断
③等带完time参数超时
④发生异常】
6.4 Fork/Join框架
6.4.1 什么是Fork/Join框架
把大任务fork成小任务(可多次fork)再join结果
6.4.2 工作窃取模式
某个线程从其他队列里窃取任务来执行
优点：利用线程优点进行并行计算，利用空闲线程
缺点：创建了多个线程与双端队列，消耗更多的资源
6.4.3 Fork/Join 框架的设计
①ForkJoinTask：创建事件
子类：RecursiveAction（无返回值）RecursiveTask（有返回值）
②ForkJoinPool：执行时间
6.4.4 使用Fork/Join框架
Task需实现ForkJoinTask接口并实现compare方法，方法中可完成任务何时分叉执行及何时真正运算，思想类似于递归
6.4.5 Fork/Join框架的异常处理
task.isCompletedAbnormally()判断是否抛出异常
getException()返回null或异常类型
6.4.6 Fork/Join框架的视线原理
主要并行在于compute方法中对于Task的fork与join
fork：当前线程不是ForkJoinWorker Thread，则说明是主Task，若是ForkJoinWorker Thread，则是子Task，加入queue