JUC 并发类概览

JUC 并发类及并发相关类概览，持续补充...

• AQS
  
  内部有两个队列，一个等待队列（前后节点），一个条件队列（后继节点），其实是通过链表方式实现；
  
  等待队列是双向链表；条件队列是单向链表；条件队列如果被唤醒，将后接到等待队列上；
  
  通过内部持有的 state，加以模板模式，提供了两种资源争抢模式：排他、共享；而在争抢时，又辅以公平、非公平竞争的考虑；
  
  排他与共享分别通过子类实现的：boolean tryAcquire 和 (tryAcquireShared(x) >= 0 来判断获取资源是否成功，同时排他限制：state 只能被一个线程修改（一般修改为 1，CAS(0,1)，可重入）；而共享则支持多线程同时更改 state 值（被多个线程获取）；
  
  获取时要考虑是否关注中断唤醒行为，对应方法名后缀：-Interruptible，关注则抛异常，不关注则清除线程的中断标记位记录，继续挂起直到获取成功，再中断线程；
  
  总的下来，分支考虑就是：资源类型（是否排他）-> 是否公平 -> 是否关注中断（每一个都是两个方向）；
  
  释放资源时，排他类型需要判断是否当前线程，而共享类型不需要判断线程，只关注资源池；排他类型会唤醒等待队列的下一个节点，而共享则会通过级联方式传递信号，从 head 开始唤醒，直到资源被新唤醒的线程抢光才停止；
  
  线程的挂起是通过 LockSupport.park(thread)，支持限时挂起；
  
  state 释放导致等待队列判断，进而唤醒。限时挂起必定支持中断响应；
  
  条件队列因为初始时是通过 new ConditionObject()，可以多次创建，所以支持多个条件队列，使用同一个对象即是同一个条件队列；被唤醒时会执行 state 的资源获取，获取不到则进入等待队列；同样支持是否中断关注；而条件队列的中断有两种情况，一种在条件队列上被中断唤醒，一种是在进入等待队列后被中断唤醒；
  
  AQS 主要是资源 state 的 CAS 并发及线程中断挂起，排队的控制

• AQLS
  
  state 的类型为 long，扩展了并发数（未来扩展）。其他与 AQS 相同。
  
  long 需要关注缓存行问题。

• ReentrantLock
  
  基于 AQS 实现的锁，设置 state = 1；支持公平与非公平（判断队列是否有等待线程）；支持重入，state 递增；竞争时只有 state = 0 才获取锁成功，否则进入等待队列；
  
  支持 condition 的 await 和 signal。

• CopyOnWriteArrayList
  
  与 AQS 无关，使用的 synchronized 保证同步安全；当发生添加行为时，会将原数组拷贝一份进行添加，然后更新引用；当发生指定索引添加时，会定位索引，分两步进行拷贝（索引前、索引后）；适合读多写少场景；addIfAbsent 会先判断（无同步锁），然后拷贝（有同步锁），判断时会先拷贝一份快照，在更新索引时判断快照是否最新，是则直接使用，否则重新拷贝；

• CopyOnWriteArraySet
  
  底层使用了 CopyOnWriteArrayList。唯一性的添加则是使用了 addIfAbsent。其他大部分方法直接调用了 CopyOnWriteArrayList 的类似方法；

• CountDownLatch
  
  使用了 AQS，初始化大小即为 state，每次 countDown 都是对 state - 1，而 await 则是在判断 getState() == 0 ? 1 : -1 不通过挂起在队列中，所以有多少 state 则其会被唤醒 state 次，然后重新挂起，直到 state = 0；

• ArrayBlockingQueue
  
  未直接使用或继承 AQS，而是通过使用 ReentrantLock 和 Condition 来完成多线程同步与挂起；
  
  内部使用数组存储元素，但不会扩展，实现了环形队列存储，队列元素增加 offer 及获取 poll 都使用 lock 进行同步；
  
  当添加成功时，进行 notEmpty.signal() 通知，唤醒获取失败的线程（notEmpty.await())处理；
  
  当获取成功时，进行 notFull.signal() 通知，唤添加失败的线程（notFulll.await())处理；
  
  offer(E) 添加返回 true/false；add(E) 内部调用 offer，返回 false 则抛异常；put 自实现，无法添加则阻塞；
  
  poll() 获取返回 E/null，take 自实现，如果获取不到则阻塞挂起；
  
  任何添加或获取成功，相应的都会进行 notEmpty 与 notFull 通知，而失败则进入相反的队列挂起；
  
  ArrayBlockingQueue 的并发遍历实现是通过队列延展实现的（就是一个队列，不断的翻滚）；类似于环形队列