筆記記錄，整理的亂七八糟~~
--> Lock鎖
獲取鎖的幾種方式：
void lock(); 不死不休
boolean tryLock(); 淺嘗輒止
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit)throws InterruptedException; 過時不候
void localInterruptibly() throws InterruptedException; 任人擺佈
釋放鎖：
void unlock；
lock最常用，localInterruptibly一般比較昂貴，有的impl可能還沒有實現locakInterruptibly(),只有真的需要效應中斷時才使用
Condition：new ReentrantLock().newCondition()
Condition必須在加鎖之後使用await或signal方法，Condition可以有多個
wait/await：線程等待時同時擁有釋放鎖的語義
--> ReentrantLock：互斥鎖
ReentrantLock有兩個重要的屬性實現，owner、count和waiterrs，表示當前哪個線程加的鎖、加鎖的次數和搶鎖失敗等待
的隊列。加鎖的次數需要和解鎖的次數相同
owner：保存當前持有鎖線程的引用
count：加鎖次數，解鎖次數需與加鎖次數相同，否則鎖不處於可以被爭搶的狀態
waiterrs：搶鎖失敗進入隊列，進入該隊列的線程將進行等待（Watting狀態），等待持有鎖的線程執行完自動喚醒
Synchronized：
優點：1、使用簡單，語義清晰，
2、由JVM提供，提供了多種優化方案（鎖粗化、鎖消除、偏向鎖、輕量級鎖）
3、鎖的釋放由虛擬機來完成，不用人工干預，也降低了死鎖的可能性
缺點：無法實現一些鎖的高級特性：公平鎖、中斷鎖、超時鎖、讀寫鎖、共享鎖
Lock：
優點：可實現鎖的高級特性：公平鎖、中斷鎖、超時鎖、讀寫鎖、共享鎖等等
缺點：需手動釋放鎖unlock，使用不當可能會造成死鎖
--> ReaadWriteLock ：讀寫鎖（適用於讀取操作多於寫入的場景，改進互斥鎖的性能。例：集合的併發線程安全新改造、緩存組件）
維護一對關聯，一個只用於讀操作，一個只用於寫操作；讀操作可以由多個讀線程同時持有，寫鎖是排他的。同一時間，兩
把鎖不能被不同線程持有 當線程爭搶讀鎖時，首先判斷寫鎖值是否爲零，爲零則獲取讀鎖。爭搶寫鎖時首先判斷讀鎖值是
否爲零，爲零則判斷寫鎖是否爲零，爲零則持有該鎖，修改writeCount和owner，爭搶失敗的線程進入waiterrs隊列進入等
待狀態，等持有鎖的線程執行完後喚醒隊列頭部的線程
readCount：讀鎖的線程數，可被多個線程持有，數字隨線程數累加
writeCount：寫鎖重入的次數 ，同一時刻只能被一個線程持有但可被重入多次，解鎖次數需與加鎖次數相同
owner:保存當前持有鎖線程的引用,只用於寫鎖，讀線程佔有鎖時該值爲null
waiterrs：搶鎖失敗進入隊列，進入該隊列的線程將進行等待（Watting狀態），等待持有鎖的線程執行完自動喚醒
鎖降級：
指寫鎖降級成爲讀鎖。持有寫鎖的同時，在獲取讀鎖，隨後釋放寫鎖的過程。寫鎖是線程獨佔，讀鎖是共享，所以
寫-->讀是降級。（讀->寫是不能實現的）
--> 併發類容器Map
HashMap、ConcurrentHashMap
HashMap：線程不安全
怎麼存儲的，結構是什麼？
1.7：Entry<K,V>[] + 鏈表
擴容：resize(int newCapacity)方法,將數組版裏的元素重新哈希到新的數組裏，在原數組達元素個數到長度的0.75倍
時（不是數組的長度），擴容大小到原來的兩倍
1.8：Entry<K,V>[] + 鏈表（當鏈表元素>=8時，轉爲紅黑樹，優化查詢性能）
擴容時只是修改引用，並非複製數據
怎麼查找數據，算法？
1.7：先把Entry的Key值取Hash值，然後取模，計算的結果作爲數組的下標判斷該下表對應的位置是否有元素，如果沒
有新建節點存儲，如果有則遍歷鏈表所有元素，便利時如果遇到相同key則替換，否則在便利完後添加新的節點
1.8：過程和1.7大同小異，只是在鏈表元素>=8時轉爲紅黑樹，便利的是紅黑樹而不是普通的鏈表
兩種Map初始化大小時指定map長度最好爲16的整倍數，不指定默認爲16
ConcurrentHashMap：線程安全的HashMap
怎麼存儲的，結構是什麼？
1.7：segments[] + Hashtablle，數組+鏈表。數組的每個元素都是特殊的hashtable，採用分段鎖的機制提供併發訪問，
數組長度一經初始化不會變。擴容不是針對、segmennts數組來講。根據Hash值獲取需要存放在數組哪個角標（即
哪個Hashtable），來存儲數據
1.8：數組 + 鏈表： 添加元素時，計算hash值取模得到數組的下標，如果該下標的元素爲空，通過CAS操作在該下標位
置新建node，吧元素存入鏈表的頭部，若失敗則重新檢查該下標是否爲空，不爲空則添加synchronzed對整個鏈
表添加鎖來添加元素，鏈表元素到8之後轉換爲紅黑樹
相比1.7，1.8的ConcurrentHashMap優勢？
1.7採用的Hashtable數據結構比較重，數組長度一經初始化不能被改變，對併發量增大不友好，hashtable內元素無限增
大，導致效率變低。
1.8採用數據較簡單的數據結構，可擴容，並且只對數組所在下標的鏈表做鎖，鎖住的數據力度較小，併發支持較好
ConcurrentSkipListMap：有順序的key，線程安全的TreeMap
跳錶結構：
--> List Set Queue
List：數組結構、有序、元素可重複
ArrayList：
存儲結構：數組（Object[] elementData）、非線程安全
初始化長度：不指定默認爲0，不指定長度下第一次調用add方法重新計算數組長度並賦值爲10
擴容機制：
添加時數組元素個數（size）+1後大於數組長度時擴容
1、計算原數組長度1.5倍的長度作爲擴容後的數組長度
2、調用JDK的數組複製方法(Arrays.copyOf(Object[],int capacity);)將原數組內容複製到新創建的數組並重新賦值給
elementData
CopyOnWirteArrayList：
在高併發下要求ArrayList具有線程安全的時候，無非採用synchronized和互斥鎖（ReadWriteLock）兩種方式，
synchronized效率太低不考慮，ReadWriteLock在讀多寫少時可能會出現在執行一個寫操作時，加上寫鎖之後同一時間大
量讀操作被阻塞無法執行，所以引入CopyOnWrite思想。
CopyOnWirte思想：
CopyOnWrite可被理解爲“使用拷貝的副本執行寫操作”，原數組用Volatile修飾，在需要修改數組裏元素時，先拷貝這個
數組做爲副本，寫操作只對副本進
行（CAS操作），一旦寫操作執行完成之後，將副本賦值給原數組引用，達到對讀線程即時可見
擴容機制：添加時進行擴容，每次長度只擴容1
缺點：將數據全量複製，佔用空間且浪費性能
優點：讀寫分離，讀時不需要鎖
Set：K，V結構、無序、元素不可重複
HashSet：基於HashMap實現，非線程安全
CopyOnWriteArraySet：基於CopyOnWirteArrayList實現，線程安全
添加時校驗元素是否已存在，只添加未存在的元素，所以元素不可重複
ConcurrentSkipListSet：基於ConcurrentSkipListMap實現，線程安全，有序，查詢快
Queue（隊列、管道結構）：先進先出
棧（半封閉結構）：後進先出
Queue API：
非阻塞 API：對隊列操作時不等待，如果得不到期望的結果則返回null
offer：添加一個元素並返回true，對列已滿則返回false
poll ：移除並返回對列頭部的元素，對列爲空則返回null
peek ：返回對列頭部的元素，對列爲空則返回null
阻塞 API ：對隊列操作時得不到期望的結果則一直等待
put ：添加一個元素，隊列滿則等待
take：移除並返回列頭部的元素
不常用（非阻塞）：
add：增加一個元素，隊列滿則拋異常
remove：移除並返回列頭部的元素，隊列爲空則拋異常
element：返回對列頭部的元素，隊列爲空則拋異常
ArrayBlockIngQueue：阻塞、線程安全
結構：數組 + putIndex + takeIndex + couunt，以數組形式實現對列，兩個下標實現先進先出，count爲當前數組內的元素
個數。內部維護一個數組，putIndex和takeIndex默認爲0，通過構造函數指定數組容量大小
put()：添加元素時
當添加元素（調用put()方法）時，若count和元素的長度相等（數組已滿）則移入等待對列（notFull.await()），否則
通過讀取putIndex獲取數組下標使元素添加至相應位置並修改putIndex值爲下個元素應存放的位置(putIndex+1）修
改後大於數組本身下標時則重置爲0並記錄元素個數（count++），並喚醒notEmpty線程；
take()：刪除元素時
刪除元素（調用take()方法）時，若如果數組爲空則移入等待對列（notEmpty.await()）；反之通過讀取takeIndex獲
取數組下標刪除元素並修改takeIndex值爲下個元素應存放的位置（takeIndex+1），修改後大於數組本身下標時則重
置爲0並記錄元素個數（count—-），同時喚醒notFull線程
LinkedBlockingQueue：鏈表、阻塞、線程安全
結構：鏈表、線程安全
維護一個鏈表，初始化不指定大小則默認爲Intrger.MAX_VALUE，與ArrayBlockingQueue主要的區別是，
LinkedBlockingQueue在插入數據和刪除數據時分 別是由兩個不同的lock（takeLock和putLock）來控制線程安全的，
也由這兩個lock生成了兩個對應的condition（notEmpty和notFull）來實現可阻塞的插入和刪除數據
put()：添加元素時
當添加元素時，添加至鏈表的頭部，如果隊列已滿，則阻塞當前線程，將其移入等待隊列。若隊列滿足插入數據的條
件，則通知被阻塞的生產者線程（notFull.signal();）
take()：刪除元素時
當刪除元素時：若當前隊列爲空，則阻塞當前線程，將其移入到等待隊列中，直至滿足條件。否則移除對列頭元素；
如果當前滿足移除元素的條件，則通知被阻塞的消費者線程
ArrayBlockIngQueue和LinkedBlockingQueue比較：
相同點：ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue都是通過condition通知機制來實現可阻塞式插入和刪除元素，並滿
足線程安全的特性；
不同點：1、ArrayBlockingQueue底層是採用的數組進行實現，而LinkedBlockingQueue則是採用鏈表數據結構；
2、ArrayBlockingQueue插入和刪除數據，只採用了一個lock，而LinkedBlockingQueue則是在插入和刪除分別
採用了putLock和takeLock，這樣可以降低線程由於線程無法獲取到lock而進入WAITING狀態的可能性，從而
提高了線程併發執行的效率。