Java SE 8 在并发工具方面的加强

  • 郭蕾

2014 年 4 月 18 日

话题:Java语言 & 开发架构

Java 8 在 Lambda 表达式、接口默认方式、新的日期 API 等方面引入的新特性广受关注,同时在并发编程方面也做出了大量改进。以往的几个 Java 版本都对 java.util.concurrent 做了不同程度的增强,比如 Java 7 的 Fork/Join 框架,而 Java 8 则进一步在 java.util.concurrent 下增加了新的接口、类与方法。目前java.util.concurrent 的官方文档已经更新,变更部分总结如下:

新的类以及接口

java.util.concurrent 中增加了两个接口四个类:

  1. CompletableFuture.AsynchronousCompletionTask接口:标识在 async 方法中执行的异步任务。
  2. CompletionStage<T>接口:异步计算中可能出现的一个阶段,也就是说当一个 CompletionStage 完成时执行的动作或计算。
  3. CompletableFuture<T>类:一个可以确定完成状态的 Future。有关 CompletableFuture 的详细用法可参考 NoBlogDefFound 上的《Java 8: CompletableFuture in action》一文。
  4. ConcurrentHashMap.KeySetView<K,V>类:ConcurrentHashMap 的键的集合视图。
  5. CountedCompleter<T>类:一个在没有其他 action 等待的情况下,会执行一个完成 action 的 ForkJoinTask 。
  6. CompletionException类:异常类。

ConcurrentHashMap 增加新方法

在 Java 8 中,集合框架基于 streams 和 Lambda 表达式做了全新调整:

ConcurrentHashMap增加了 30 多个方法,包括 foreach 系列(forEach,forEachKey, forEachValue, forEachEntry)、search 系列(search, searchKeys, searchValues, searchEntries)、reduce 系列(reduce, reduceToDouble, reduceToLong)以及 mappingCount 、newKeySet 等方法, 增强后的ConcurrentHashMap更适合做缓存了, 读者可以看看这篇用 ConcurrentHashMap 类和 lambda 表达式实现本地缓存的文章。

java.util.concurrent.atomic 包的改进

java.util.concurrent.atomic 包中增加了四个新的类:DoubleAccumulator、DoubleAdder、LongAccumulator、 LongAdder,这四个类的作者是并发大师 Doug lea。

原有的 Atomic 系列类通过 CAS 来保证并发时操作的原子性,但是高并发也就意味着 CAS 的失败次数会增多,失败次数的增多会引起更多线程的重试,最后导致 AtomicLong 的效率降低。新的四个类通过减少并发,将单一 value 的更新压力分担到多个 value 中去,降低单个 value 的“热度”以提高高并发情况下的吞吐量,京东的刘锟洋详细分析了 LongAdder 的源代码,另外 minddotout 的博主在早些时候对 LongAdder、AtomicLong 进行了性能测试,我们从结果中也可以直观的看到 LongAdder 的强大。

ForkJoinPool 中增加新方法

Java 8 除了对 Fork-Join 框架做了优化外,也为 ForkJoinPool 增加了两个静态方法:getCommonPoolParallelism() 、commonPool(),Oleg Shelajev在这篇博文中对 Fork/Join 做了详细的介绍并做了测试以比较其在 JDK7、JDK8 中的性能。

增加 StampedLock 类

StampedLock 是一种新型锁的实现,很可能在大多数场景都可以替代ReentrantReadWriteLock。它为读写操作提供了三种模式:Writing、ReadingOptimistic、 Reading。

有关 Java 8 并发编程方面特性的详细介绍可从官方文档获取。


感谢杨赛对本文的审校。

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