模块 java.base

Package java.util.concurrent

实用类通常在并发编程中有用。 该软件包包括一些小的标准化可扩展框架，以及一些提供有用功能的类，以及其他繁琐或难以实现的类。 以下是主要组件的简要说明。 另请参阅java.util.concurrent.locks和java.util.concurrent.atomic包。

执行人

接口。 Executor是一个简单的标准化接口，用于定义自定义线程类子系统，包括线程池，异步I / O和轻量级任务框架。 根据正在使用的具体Executor类，任务可以在新创建的线程，现有任务执行线程或调用execute的线程中执行，并且可以顺序执行或同时执行。 ExecutorService提供了更完整的异步任务执行框架。 ExecutorService管理任务的排队和调度，并允许受控关闭。 ScheduledExecutorService子接口和相关接口增加了对延迟和定期任务执行的支持。 ExecutorServices提供了安排异步执行任何函数的方法，表达为Callable ，结果模拟Runnable 。 Future返回函数的结果，允许确定执行是否已完成，并提供取消执行的方法。 RunnableFuture是Future ，拥有run方法，在执行时设置其结果。

实现。 类ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor提供可调节的灵活线程池。 Executors类为Executors的最常见种类和配置提供工厂方法，以及一些使用它们的实用方法。 基于Executors其他实用程序包括提供Futures的公共可扩展实现的具体类FutureTask和ExecutorCompletionService ，其有助于协调异步任务组的处理。

类ForkJoinPool提供了一个Executor，主要用于处理ForkJoinTask及其子类的实例。 这些类采用工作窃取调度程序，可以获得符合计算密集型并行处理中常常存在的限制的任务的高吞吐量。

队列

ConcurrentLinkedQueue类提供高效的可扩展线程安全非阻塞FIFO队列。 ConcurrentLinkedDeque类类似，但另外支持Deque接口。

五个实现都java.util.concurrent支持扩展BlockingQueue接口中，定义阻塞put和take的版本： LinkedBlockingQueue ， ArrayBlockingQueue ， SynchronousQueue ， PriorityBlockingQueue和DelayQueue 。 不同的类涵盖了生产者 - 消费者，消息传递，并行任务和相关并发设计的最常见使用上下文。

扩展接口TransferQueue和实现LinkedTransferQueue引入了同步transfer方法（以及相关特征），其中生产者可以可选地阻止等待其消费者。

BlockingDeque接口扩展BlockingQueue以支持FIFO和LIFO（基于堆栈）操作。 LinkedBlockingDeque类提供了一种实现方式。

定时

TimeUnit类提供多个粒度（包括纳秒），用于指定和控制基于超时的操作。 除了无限期等待之外，程序包中的大多数类都包含基于超时的操作。 在使用超时的所有情况下，超时指定方法在指示超时之前应等待的最短时间。 实施工作尽最大努力在发生超时后尽快检测到超时。 然而，在检测到超时和在超时之后再次实际执行的线程之间可能经过不确定的时间量。 接受超时参数的所有方法都会将值小于或等于零，以表示根本不等待。 要等待“永远”，您可以使用值Long.MAX_VALUE 。

同步器

五个类有助于共同的专用同步习语。

• Semaphore是一个经典的并发工具。
• CountDownLatch是一个非常简单但非常常见的实用程序，用于阻塞直到给定数量的信号，事件或条件成立。
• CyclicBarrier是一个可复位的多路同步点，在某些并行编程风格中很有用。
• Phaser提供了更灵活的屏障形式，可用于控制多个线程之间的分阶段计算。
• Exchanger允许两个线程在集合点交换对象，并且在多个管道设计中很有用。

并发集合

除了队列，这个包提供的集合实现在多线程环境中设计用于： ConcurrentHashMap ， ConcurrentSkipListMap ， ConcurrentSkipListSet ， CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet 。 当预期许多线程访问给定集合时， ConcurrentHashMap通常优于同步HashMap ，而ConcurrentSkipListMap通常优于同步TreeMap 。 甲CopyOnWriteArrayList优选同步ArrayList时的预期数量的读取和遍历的数量大大超过更新的数量的列表。

与此包中的某些类一起使用的“Concurrent”前缀是一个简写，表示与类似“synchronized”类的几个不同之处。 例如， java.util.Hashtable和Collections.synchronizedMap(new HashMap())是同步的。 但ConcurrentHashMap是“并发”。 并发集合是线程安全的，但不受单个排除锁的控制。 在ConcurrentHashMap的特定情况下，它可以安全地允许任意数量的并发读取以及大量并发写入。 当您需要通过单个锁来阻止对集合的所有访问时，“同步”类可能很有用，但代价是可扩展性较差。 在期望多个线程访问公共集合的其他情况下，通常优选“并发”版本。 当任何集合未被共享时，或者只有在持有其他锁时才可访问非同步集合。

大多数并发Collection实现（包括大多数队列）也与通常的java.util约定不同，因为它们的Iterators和Spliterators提供弱一致而不是快速失败的遍历：

• 它们可以与其他操作同时进行
• 他们永远不会扔ConcurrentModificationException
• 它们可以保证在构造时只存在一次元素，并且可以（但不保证）反映构造后的任何修改。

内存一致性属性

Chapter 17 of The Java™ Language Specification定义了内存操作的发生前关系，例如共享变量的读写。 只有在读取操作之前发生写入操作时 ，一个线程的写入结果才能保证对另一个线程的读取可见。 synchronized和volatile构造以及Thread.start()和Thread.join()方法可以形成先发生过的关系。 特别是：

• 线程中的每个动作都发生在该线程中的每个动作之前 ，该动作在程序的顺序中稍后出现。
• 监视器的解锁（ synchronized块或方法出口） 发生在同一监视器的每个后续锁定（ synchronized块或方法入口）之前。 并且因为发生在之前的关系是可传递的，所以在解锁之前线程的所有动作都发生在任何线程锁定该监视器之后的所有动作之前 。
• 写入volatile字段发生在每次后续读取同一字段之前。 写入和读取的volatile领域也有类似的内存一致性效果进入和退出显示器，但不意味着互斥锁。
• 在线程上调用start 发生在启动线程中的任何操作之前 。
• 线程中的所有操作都发生在任何其他线程从该线程上的join成功返回之前 。

java.util.concurrent及其子包中的所有类的方法将这些保证扩展到更高级别的同步。 特别是：

• 在将对象放入任何并发集合之前的线程中的操作发生在从另一个线程中的集合访问或移除该元素之后的操作之前 。
• 在提交之前，操作在一个线程Runnable至Executor 发生-before其执行开始。 同样为Callables提交了ExecutorService 。
• 由Future表示的异步计算所采取的操作发生在通过另一个线程中的Future.get()检索结果之后的操作之前 。
• 操作之前为“释放”同步器的方法，例如Lock.unlock ， Semaphore.release ，和CountDownLatch.countDown一个成功的“获取”方法随后发生-之前的动作，例如Lock.lock ， Semaphore.acquire ， Condition.await ，和CountDownLatch.await在另一个线程相同的同步对象。
• 对于每对经由成功交换对象的线程的Exchanger ，现有的行动exchange()在每个线程中发生，这些前向对应的后续exchange()在另一个线程。
• 调用CyclicBarrier.await和Phaser.awaitAdvance （及其变体） 之前的操作发生在屏障操作执行的操作之前 ，屏障操作执行的操作发生在从其他线程中的相应await成功返回之后的操作之前发生 。

从以下版本开始：

1.5

接口摘要

接口	描述
BlockingDeque<E>	Deque还支持阻塞操作，这些操作在检索元素时等待deque变为非空，并在存储元素时等待deque中的空间可用。
BlockingQueue<E>	Queue还支持在检索元素时等待队列变为非空的操作，并在存储元素时等待队列中的空间可用。
Callable<V>	返回结果并可能抛出异常的任务。
CompletableFuture.AsynchronousCompletionTask	标识由 async方法生成的异步任务的标记接口。
CompletionService<V>	一种服务，它将新异步任务的生成与已完成任务的结果的消耗分离。
CompletionStage<T>	可能是异步计算的阶段，在另一个CompletionStage完成时执行操作或计算值。
ConcurrentMap<K,V>	Map提供线程安全性和原子性保证。
ConcurrentNavigableMap<K,V>	ConcurrentMap支持NavigableMap操作，并且递归地支持其可导航的子映射。
Delayed	混合样式界面，用于标记在给定延迟后应该对其执行操作的对象。
Executor	执行提交的Runnable任务的对象。
ExecutorService	Executor ，提供管理终止的方法和可生成Future以跟踪一个或多个异步任务进度的方法。
Flow.Processor<T,R>	充当订阅服务器和发布服务器的组件。
Flow.Publisher<T>	订阅者收到的项目（和相关控制消息）的生产者。
Flow.Subscriber<T>	消息的接收者。
Flow.Subscription	消息控制链接Flow.Publisher和Flow.Subscriber 。
ForkJoinPool.ForkJoinWorkerThreadFactory	工厂用于创建新的ForkJoinWorkerThread 。
ForkJoinPool.ManagedBlocker	用于扩展ForkJoinPool中运行的任务的托管并行性的接口。
Future<V>	Future表示异步计算的结果。
RejectedExecutionHandler	ThreadPoolExecutor无法执行的任务的处理程序。
RunnableFuture<V>	Future是Runnable 。
RunnableScheduledFuture<V>	ScheduledFuture ，即Runnable 。
ScheduledExecutorService	ExecutorService ，可以安排命令在给定延迟后运行，或定期执行。
ScheduledFuture<V>	延迟的结果承担动作可以取消。
ThreadFactory	按需创建新线程的对象。
TransferQueue<E>	BlockingQueue ，生产者可以等待消费者接收元素。

类摘要

类	描述
AbstractExecutorService	提供ExecutorService执行方法的默认实现。
ArrayBlockingQueue<E>	由数组支持的有界blocking queue 。
CompletableFuture<T>	可以明确完成的Future （设置其值和状态），并且可以用作CompletionStage ，支持在完成时触发的依赖函数和动作。
ConcurrentHashMap<K,V>	一个哈希表，支持检索的完全并发和更新的高预期并发性。
ConcurrentHashMap.KeySetView<K,V>	将ConcurrentHashMap视图作为密钥的Set ，其中可以通过映射到公共值来可选地启用添加。
ConcurrentLinkedDeque<E>	基于链接节点的无界并发deque 。
ConcurrentLinkedQueue<E>	基于链接节点的无界线程安全queue 。
ConcurrentSkipListMap<K,V>	可扩展的并发ConcurrentNavigableMap实现。
ConcurrentSkipListSet<E>	可扩展的并行NavigableSet实现基于一个ConcurrentSkipListMap 。
CopyOnWriteArrayList<E>	的一个线程安全的变体ArrayList ，其中所有可变操作（ add ， set ，等等）通过对底层数组的最新副本实现。
CopyOnWriteArraySet<E>	Set ，它使用内部CopyOnWriteArrayList进行所有操作。
CountDownLatch	允许一个或多个线程等待直到在其他线程中执行的一组操作完成的同步辅助。
CountedCompleter<T>	ForkJoinTask ，触发时执行完成操作，并且没有剩余的待处理操作。
CyclicBarrier	一种同步辅助工具，允许一组线程全部等待彼此到达公共障碍点。
DelayQueue<E extends Delayed>	无限制blocking queue的Delayed元素，其中元素只能在其延迟期满时才能获取。
Exchanger<V>	线程可以在对中交换元素的同步点。
ExecutorCompletionService<V>	CompletionService ，使用提供的Executor执行任务。
Executors	工厂和工具方法Executor ， ExecutorService ， ScheduledExecutorService ， ThreadFactory ，和Callable此包中定义的类。
Flow	相互关联的接口和用于建立流量控制组件的静态方法，其中Publishers产生由一个或多个消费的项目Subscribers ，各由一个管理Subscription 。
ForkJoinPool	ExecutorService用于运行ForkJoinTask s。
ForkJoinTask<V>	在ForkJoinPool中运行的任务的抽象基类。
ForkJoinWorkerThread	一个由ForkJoinPool管理的线程，执行ForkJoinTask 。
FutureTask<V>	可取消的异步计算。
LinkedBlockingDeque<E>	基于链接节点的可选有界blocking deque 。
LinkedBlockingQueue<E>	基于链接节点的可选有界blocking queue 。
LinkedTransferQueue<E>	基于链接节点的无界TransferQueue 。
Phaser	可重用的同步屏障，功能类似于CyclicBarrier和CountDownLatch，但支持更灵活的使用。
PriorityBlockingQueue<E>	无界blocking queue ，它使用与类PriorityQueue相同的排序规则，并提供阻塞检索操作。
RecursiveAction	递归无结果ForkJoinTask 。
RecursiveTask<V>	递归结果ForkJoinTask 。
ScheduledThreadPoolExecutor	ThreadPoolExecutor ，可以额外安排命令在给定延迟后运行，或定期执行。
Semaphore	计数信号量。
SubmissionPublisher<T>	Flow.Publisher ，它将提交的（非空）项目异步发送给当前订阅者，直到它被关闭。
SynchronousQueue<E>	blocking queue ，其中每个插入操作必须等待另一个线程执行相应的删除操作，反之亦然。
ThreadLocalRandom	随机数生成器隔离到当前线程。
ThreadPoolExecutor	ExecutorService ，使用可能的几个池化线程之一执行每个提交的任务，通常使用Executors工厂方法配置。
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy	拒绝任务的处理程序，抛出RejectedExecutionException 。
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy	被拒绝任务的处理程序，直接在 execute方法的调用线程中运行被拒绝的任务，除非执行程序已关闭，在这种情况下任务将被丢弃。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy	被拒绝任务的处理程序，丢弃最旧的未处理请求，然后重试 execute ，除非执行程序关闭，在这种情况下，任务将被丢弃。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy	拒绝任务的处理程序，以静默方式丢弃被拒绝的任务。

枚举摘要

Enum	描述
TimeUnit	TimeUnit表示给定粒度单位的持续时间，并提供跨单元转换的实用方法，以及在这些单元中执行定时和延迟操作。

异常摘要

异常	描述
BrokenBarrierException	当线程尝试等待处于损坏状态的屏障或在线程等待时进入损坏状态时抛出异常。
CancellationException	异常表示由于任务被取消而无法检索到产生值的任务（例如FutureTask）的结果。
CompletionException	在完成结果或任务的过程中遇到错误或其他异常时抛出异常。
ExecutionException	尝试检索通过抛出异常而中止的任务的结果时抛出异常。
RejectedExecutionException	当无法接受任务执行时， Executor抛出异常。
TimeoutException	Exception thrown when a blocking operation times out.