ThreadLocal解析

本文参照一枝花算不算浪漫

ThreadLocal的特点：

• 线程并发：在多线程场景下
• 传递数据：可以通过ThreadLocal在同一线程，不同组件中传递公共变量
• 线程隔离：每个线程的变量都是独立的，不会相互影响

主要探讨以下问题：

• ThreadLocal的key是弱引用，那么在ThreadLocal.get()的时候，发生GC之后，key是否为null？
• ThreadLocal中ThreadLocalMap的数据结构？
• ThreadLocalMap的Hash算法？
• ThreadLocalMap的扩容机制？
• ThreadLocalMap中过期key的清理机制？探测式清理和启发式清理流程？
• ThreadLocalMap.set()方法实现原理？
• ThreadLocalMap.get()方法实现原理？

Java常见并发容器总结

JDK提供的并发容器大部分都在java.util.concurrent(juc)包

• ConcurentHahsMap：线程安全的HashMap
• CopyOnWriteArrayList：线程安全的List，适用于读多写少的场景。
• ConcurrentLinkedQueue：高效的并发队列，使用链表实现。可以当作一个线程安全的LinkedList，这是一个非阻塞队列。
• BlockingQueue：这个一个接口，JDK内部通过链表、数组等方式实现了这个接口。表示阻塞队列，适合用于作为数据共享的通道。
• ConcurrentSkipListMap：线程安全的跳表。

Atomic原子类

Atomic是基于unsafe类和自旋操作实现的，要理解Atomic首先需要理解CAS。Atomic是指一个操作是不可中断的，即使在多个线程一起执行的时候，一个操作一旦开始，就不会被其他线程干扰。

所以，所谓源自类就说具有原子/原子操作特征的类。根据操作的数据类型，可以讲JUC包中的原子类分为4类。

要理解Atomic首先得了解CAS，CAS（Compare and Swap）,其功能就是判断内存中的某个值是否与预期的值相等，相等就用新值更新旧值，否则就不更新。Java中CAS是基于unsafe类首先的，所有的unsafe类中的方法都是native（原生）方法，直接调用操作系用底层资源执行任务。

AQS介绍

AQS全称（AbstractQueuedSynchronizer）,即抽象队列同步器。该类位于java.util.concurrent.locks包下。

AQS是一个抽象类，主要用来构建锁和同步器。AQS 为构建锁和同步器提供了一些通用功能的是实现，因此，使用 AQS 能简单且高效地构造出应用广泛的大量的同步器，比如 ReentrantLock，Semaphore，其他的诸如 ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue，FutureTask(jdk1.7) 等等都是基于 AQS 的。

从ReentrantLock的角度分析AQS的原理以及应用

本文转载自美团技术团队从ReentrantLock的实现看AQS的原理及应用

前言

Java中的大部分同步类（Lock、Semaphore、ReentrantLock等）都是基于AbstractQueuedSynchronizer（简称为AQS）实现的。AQS是一种提供了原子式管理同步状态、阻塞和唤醒线程功能以及队列模型的简单框架。本文会从应用层逐渐深入到原理层，并通过ReentrantLock的基本特性和ReentrantLock与AQS的关联，来深入解读AQS相关独占锁的知识点，同时采取问答的模式来帮助大家理解AQS。由于篇幅原因，本篇文章主要阐述AQS中独占锁的逻辑和Sync Queue，不讲述包含共享锁和Condition Queue的部分（本篇文章核心为AQS原理剖析，只是简单介绍了ReentrantLock，感兴趣同学可以阅读一下ReentrantLock的源码）。

下面列出本篇文章的大纲和思路，以便于大家更好地理解：

线程池

为什么要使用线程池？

池化技术 (Pool) 是一种很常见的编程技巧，在请求量大时能明显优化应用性能，降低系统频繁建连的资源开销。我们日常工作中常见的有数据库连接池、线程池、对象池等，它们的特点都是将 “昂贵的”、“费时的” 的资源维护在一个特定的 “池子” 中，规定其最小连接数、最大连接数、阻塞队列等配置，方便进行统一管理和复用，通常还会附带一些探活机制、强制回收、监控一类的配套功能。

普通情况下，我们需要使用线程的时候就直接去创建一个线程，这样子操作的方式十分简单，但是在高并发的情况下就会产生问题：

并发的线程数量过多，而每个线程完成其任务后便会被销毁，往往其执行的时间很短，这样频繁地创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建和销毁线程时间的开销很大。