Java 多线程进阶：JUC 核心类与线程安全集合

自定义线程池：

ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
    10, 20, 10, TimeUnit.SECONDS,
    new ArrayBlockingQueue<>(10),
    Executors.defaultThreadFactory(),
    new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);

任务队列类型

拒绝策略

4. 信号量 Semaphore

Semaphore 是一种计数器，表示可用资源的个数。acquire() 申请资源（计数器减一），release() 释放资源（计数器加一）。若计数器为零，申请操作将阻塞等待。

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    System.out.println("申请资源");
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println("获取到了资源");
                    Thread.sleep(10000);
                    semaphore.release();
                    System.out.println("释放资源");
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        };
        Thread t1 = new Thread(runnable);
        Thread t2 = new Thread(runnable);
        Thread t3 = new Thread(runnable);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        Thread t4 = new Thread(runnable);
        t4.start();
        t4.join();
    }
}

5. CountDownLatch

CountDownLatch 类似计数器，构造参数为任务个数。每个任务完成后调用 countDown()，主线程使用 await() 等待所有任务完成。

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(111);
                countDownLatch.countDown();
            }
        };
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread t = new Thread(runnable);
            t.start();
        }
        countDownLatch.await();
    }
}

2. 线程安全的集合类

1. 多线程环境使用 ArrayList

1. 手动加锁：使用 synchronized 或 ReentrantLock 限制关键区域。
2. 同步包装：使用 Collections.synchronizedList(new ArrayList())。
3. CopyOnWriteArrayList：读多写少场景适用。修改时复制新数组，读取旧数据，避免读写冲突，但大量写入时性能开销较大。

2. 多线程环境下使用队列

1. ArrayBlockingQueue：基于数组实现的阻塞队列。
2. LinkedBlockingQueue：基于链表实现的阻塞队列。
3. PriorityBlockingQueue：基于堆实现的带优先级的阻塞队列。
4. TransferQueue：最多只包含一个元素的阻塞队列。

3. 多线程环境下使用哈希表

Hashtable 对 HashMap 所有方法加锁，效率较低。ConcurrentHashMap 是更好的替代品，采用分段锁机制（桶级别加锁），更高效。

ConcurrentHashMap 对每个下标（桶）加锁，当不同线程操作不同下标时无锁竞争。扩容时采用增量式复制，避免一次性复制全部元素导致长时间阻塞。同时利用 AtomicLong 等原子类保证 size 统计的线程安全性。