第69条:并发工具优先于wait和notify

自jdk1.5以后java提供了更为高级的并发工具,他们可以完成wait和notify所能完成的工作。
在java.util.conturrent包中更高级的并发工具分成三类:Executor Framework,并发集合(Concurrent Collection)以及同步器(Synchronizer).
并发集合,既是在concurrent包中增加的一些并发的集合,例如:ConcurrentMap,其扩展了Map接口,并添加了一些方法。
ConcurrentMap除了提供了卓越的并发性外,速度也是非常快的,因此除非不得已,我们应当优先使用ConcurrentHashMap而不是Collections.synchronizedMap或者Hashtable。

线程不安全的HashMap

因为多线程环境下,使用Hashmap进行put操作会引起死循环,导致CPU利用率接近100%,所以在并发情况下不能使用HashMap。

final HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>(2);
    Thread t = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        map.put(UUID.randomUUID().toString(), "");
                    }
                }).start();
            }
        }
    });
    t.start();
    t.join();

效率低下的HashTable容器

HashTable容器使用synchronized来保证线程安全,但在线程竞争激烈的情况下HashTable的效率非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法时,其他线程访问HashTable的同步方法时,可能会进入阻塞或轮询状态。如线程1使用put进行添加元素,线程2不但不能使用put方法添加元素,并且也不能使用get方法来获取元素,所以竞争越激烈效率越低。

ConcurrentHashMap

HashTable容器在竞争激烈的并发环境下表现出效率低下的原因,是因为所有访问HashTable的线程都必须竞争同一把锁,那假如容器里有多把锁,每一把锁用于锁容器其中一部分数据,那么当多线程访问容器里不同数据段的数据时,线程间就不会存在锁竞争,从而可以有效的提高并发访问效率,这就是ConcurrentHashMap所使用的锁分段技术,首先将数据分成一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候,其他段的数据也能被其他线程访问。


1.wait(): 让线程处于冻结状态,被wait的线程会被存储到线程池中。
2.notify():唤醒线程池中一个线程(任意),没有顺序。
3.notifyAll():唤醒线程池中的所有线程。

虽然你始终应该优先使用并发工具,而不是wait和notify,但可能会维护使用wait和notify的遗留的代码。wait方法被用来使线程等待某个条件。它必须在同步区域内被调用。下面是使用wait方法的标准模式:

Synchronized(obj){
    while(条件不成立)
        obj.wait();
}

始终应该使用wait循环模式来调用wait方法;永远不要在循环之外调用wait方法。循环会在等待之前和之后测试条件。

为了唤醒正在等待的线程,你应该使用notify还是notifyAll。一种常见的说法是,你总是应该使用notifyAll。这是合理而保守的建议。它总会产生正确的结果,因为它可能保证你将会唤醒所有需要唤醒的线程。你可能会唤醒其他一些线程,但是这不会影响程序的正确性,这些线程醒来之后,会检查他们正在等待的条件,如果发现条件并不满足,就会继续等待。

从优化的角度来看,如果处于等待状态的所有现场都在等待同一个条件,而每次只有一个线程可以从这个条件中被唤醒,那么你就应该选择调用notify,而不是notifyAll。

总结:没有理由在新代码中使用wait和notify,即使有,也是极少的。如果你在维护使用wait和notify的代码,务必确保始终是利用标准的模式从while循环内部调用wait。一般情况下,应当优先使用notifyAll,而不是notify。

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