Module java.base

Package java.util.concurrent

实用程序类通常用于并发编程。 这个包包括一些小的标准化可扩展框架，以及一些类，它们提供有用的功能，而不是繁琐或难以实现。 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软件包。

执行人

接口。 Executor是一个简单的标准化界面，用于定义线程类的子系统，包括线程池，异步I / O和轻量级任务框架。 根据使用哪个具体的Executor类，任务可以在新创建的线程，现有的任务执行线程或调用execute的线程中执行，并且可以顺序或同时执行。 ExecutorService提供了一个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子接口和关联接口增加了对延迟和周期性任务执行的支持。 ExecutorServices提供了表示为Callable的任何函数的异步执行的方法，结果轴承类型为Runnable 。 A 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。 A RunnableFuture是一个Future ，拥有一个run方法，在执行时，设置其结果。

实现。 类ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor提供可调谐的，灵活的线程池。 Executors类提供了最常见的Executors种类和配置的工厂方法，以及一些使用它们的实用方法。 基于Executors其他实用程序包括具体的FutureTask类，提供了Futures的共同可扩展实现，以及ExecutorCompletionService ，有助于协调异步任务组的处理。

ForkJoinPool提供了一个主要设计用于处理ForkJoinTask及其子类的实例的执行程序 。 这些类采用一个工作窃取调度程序，它可以满足在计算密集型并行处理中经常保持的限制的任务的高吞吐量。

队列

ConcurrentLinkedQueue类提供了一种高效的可扩展线程安全非阻塞FIFO队列。 ConcurrentLinkedDeque类是类似的，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 ，并DelayQueue 。 不同的类涵盖生产者 - 消费者，消息传递，并行任务和相关并发设计的最常见的使用上下文。

扩展接口TransferQueue和实现LinkedTransferQueue引入同步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接口扩展了BlockingQueue以支持FIFO和LIFO（基于堆栈）的操作。 LinkedBlockingDeque课程提供了一个实现。

定时

TimeUnit类提供了多个粒度（包括纳秒），用于指定和控制基于超时的操作。 软件包中的大多数类除了无限期的等待之外还包含基于超时的操作。 在所有使用超时的情况下，超时指定方法在指示超时之前应等待的最短时间。 实施做出“尽力而为”，在发现之后尽快检测超时。 然而，在超时检测到的时间和在该超时之后实际执行的线程之间可能经过不定时间。 接受超时参数的所有方法都将小于或等于0的值视为不等待。 要等待“永远”，可以使用值Long.MAX_VALUE 。

同步器

五类帮助常用的专用同步成语。

• Semaphore是一个经典的并发工具。
• CountDownLatch是一个非常简单但非常通用的实用程序，直到给定数量的信号，事件或条件成立为止。
• A CyclicBarrier是一种可复用的多路同步点，可用于某些类型的并行编程。
• A Phaser提供了可以用于在多个线程之间控制相位计算的更灵活的障碍形式。
• 一个Exchanger允许两个线程在会合点交换对象，并且在多个管道设计中是有用的。

并发收藏

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 ，并CopyOnWriteArraySet 。 当许多线程预期访问给定的集合时， ConcurrentHashMap通常优于同步的HashMap ，而ConcurrentSkipListMap通常优于同步的TreeMap 。 当预期的读取和遍历次数大大超过列表的更新次数时，A CopyOnWriteArrayList优于同步的ArrayList 。

与此包中某些类使用的“并发”前缀是一个简写，表示与类似“同步”类的几个差异。 例如java.util.Hashtable和Collections.synchronizedMap(new HashMap())被同步。 但是ConcurrentHashMap是“并发”。 并发集合是线程安全的，但不受单个排除锁的约束。 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的并发写入。 当您需要通过单个锁来阻止对集合的所有访问时，“同步”类可能会有用，而不损害可扩展性。 在预期多个线程访问公共集合的其他情况下，“并发”版本通常是可取的。 并且当两个集合都是非共享的时候，不同步的集合是可取的，或者只有在持有其他锁时才可访问。

大多数并发收集实现（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遍历：

• 他们可能会同时进行其他行动
• 他们永远不会抛出ConcurrentModificationException
• 它们被保证能够在建筑物上存在一次元素，并且可能（但不能保证）反映施工后的任何修改。

内存一致性属性

Chapter 17 of The Java™ Language Specification定义了对存储器操作（例如共享变量的读取和写入）的发生之前的关系。 只有在写操作发生之前 ，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()方法都可以形成发生之前的关系。 尤其是：

• 在线程中的每个动作发生在该线程中的每个动作之前 ，程序的顺序将稍后。
• 在同一个监视器的每个后续锁定（ synchronized块或方法条目） 之前发生监视器的锁定（ synchronized块或方法退出）。 并且因为事件发生之前的关系是可传递的，所以在解锁之前的线程的所有动作都发生在所有线程锁定之后的所有动作之前 。
• 在写入volatile字段之后， 会在每次后续读取同一个字段之前发生 。 volatile字段的写入和读取与进入和退出显示器具有类似的内存一致性效果，但不要求互斥锁定。
• 在线程上调用start 发生在启动线程中的任何操作之前 。
• 在线程中的所有动作发生之前，任何其他线程从该线程上的一个join成功返回。

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。 尤其是：

• 在将对象放入任何并发集合之前，线程中的操作发生在另一个线程中从该集合访问或删除该元素之后的操作之前 。
• 在提交Runnable到Executor之前，线程中的操作发生在其执行开始之前 。 同样为Callables提交到一个ExecutorService 。
• 由Future表示的异步计算所采取的动作在通过另一个线程中的Future.get()检索结果之后发生 。
• 操作之前为“释放”同步器的方法，例如Lock.unlock ， Semaphore.release ，和CountDownLatch.countDown 发生-前行动一个成功的“获取”方法如后续Lock.lock ， Semaphore.acquire ， Condition.await和CountDownLatch.await在另一个线程相同的同步对象。
• 对于通过Exchanger成功交换对象的每对线程，在每个线程中的exchange()之前的exchange() 发生在另一个线程中对应的exchange()之后的exchange() 。
• 调用CyclicBarrier.await和Phaser.awaitAdvance 之前的动作（以及其变体） 发生在屏障动作执行的动作之前，以及由其他线程中对应的await成功返回后的动作之前发生的屏障动作执行的动作。

从以下版本开始：

1.5

接口摘要

接口	描述
BlockingDeque<E>	A Deque另外支持在检索元素时等待deque变为非空的阻塞操作，并且在存储元素时等待空白在deque中可用。
BlockingQueue<E>	A Queue另外支持在检索元素时等待队列变为非空的操作，并且在存储元素时等待队列中的空间变得可用。
Callable<V>	返回结果并可能引发异常的任务。
CompletableFuture.AsynchronousCompletionTask	标识接口，标识由 async方法产生的异步任务。
CompletionService<V>	一种将新异步任务的生产与已完成任务的结果消耗相分离的服务。
CompletionStage<T>	可能的异步计算的阶段，当另一个完成时间完成时，执行一个动作或计算一个值。
ConcurrentMap<K,V>	A Map提供线程安全和原子性保证。
ConcurrentNavigableMap<K,V>	A ConcurrentMap支持NavigableMap操作，并递归地为其导航子地图。
Delayed	一个混合样式界面，用于标记在给定延迟后应该执行的对象。
Executor	执行提交的对象Runnable任务。
ExecutorService	一个Executor ，其提供了管理终止的方法和可以产生用于跟踪一个或多个异步任务进度的Future的方法。
Flow.Processor<T,R>	作为订阅者和发布者的组件。
Flow.Publisher<T>	订阅者接收的项目（和相关控制消息）的生产者。
Flow.Subscriber<T>	消息的接收者。
Flow.Subscription	消息控件链接Flow.Publisher和Flow.Subscriber 。
ForkJoinPool.ForkJoinWorkerThreadFactory	工厂创建新的ForkJoinWorkerThread s。
ForkJoinPool.ManagedBlocker	用于扩展管理并行性的接口，用于在ForkJoinPool中运行的任务。
Future<V>	A Future表示异步计算的结果。
RejectedExecutionHandler	一个ThreadPoolExecutor无法执行的任务的处理程序。
RunnableFuture<V>	A Future那是Runnable 。
RunnableScheduledFuture<V>	A ScheduledFuture是Runnable 。
ScheduledExecutorService	一个ExecutorService ，可以调度命令在给定的延迟之后运行，或定期执行。
ScheduledFuture<V>	可以取消延迟结果的行动。
ThreadFactory	根据需要创建新线程的对象。
TransferQueue<E>	A BlockingQueue ，其中生产者可能等待消费者接收元素。

类摘要

Class	描述
AbstractExecutorService	提供ExecutorService执行方法的默认实现。
ArrayBlockingQueue<E>	有限的blocking queue由阵列支持。
CompletableFuture<T>	A Future可以明确完成（设置其值和状态），并可用作CompletionStage ，支持在其完成时触发的依赖功能和动作。
ConcurrentHashMap<K,V>	支持检索的完全并发性和更新的高预期并发性的哈希表。
ConcurrentHashMap.KeySetView<K,V>	ConcurrentHashMap视图为Set的密钥，其中可以通过映射到公共值来选择添加。
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>	A Set 对其所有操作使用内部CopyOnWriteArrayList 。
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>	A ForkJoinTask ，当触发时执行完成操作，并且没有剩余的待处理操作。
CyclicBarrier	允许一组线程全部等待彼此达到共同屏障点的同步辅助。
DelayQueue<E extends Delayed>	一个无限的blocking queue的Delayed元素，其中元素只能在其延迟到期时才被采用。
Exchanger<V>	线程可以在成对内配对和交换元素的同步点。
ExecutorCompletionService<V>	A 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	用于建立流量控制组件的相互关联的接口和静态方法，其中Publishers生成由一个或多个Subscribers消耗的项目，每个由Subscription管理。
ForkJoinPool	一个ExecutorService运行ForkJoinTask s。
ForkJoinTask<V>	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限定的blocking deque 。
LinkedBlockingQueue<E>	基于链接节点的可选限定的blocking queue 。
LinkedTransferQueue<E>	基于链接节点的无界TransferQueue 。
Phaser	一个可重复使用的同步屏障，功能类似于CyclicBarrier和CountDownLatch，但支持更灵活的使用。
PriorityBlockingQueue<E>	无限blocking queue使用与PriorityQueue类相同的排序规则，并提供阻止检索操作。
RecursiveAction	一个递归结果ForkJoinTask 。
RecursiveTask<V>	递归结果ForkJoinTask 。
ScheduledThreadPoolExecutor	A ThreadPoolExecutor可以另外安排在给定延迟之后运行命令或定期执行。
Semaphore	一个计数信号量。
SubmissionPublisher<T>	A Flow.Publisher ，它将当前订阅者异常发出提交的（非空）项目，直到关闭。
SynchronousQueue<E>	A blocking queue其中每个插入操作必须等待另一个线程相应的删除操作，反之亦然。
ThreadLocalRandom	与当前线程隔离的随机数生成器。
ThreadPoolExecutor	一个ExecutorService ，使用可能的几个合并的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	一个抛出 RejectedExecutionException被拒绝任务的处理程序。
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy	被拒绝的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，除非执行程序已经被关闭，在这种情况下，任务被丢弃。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy	被拒绝的任务的处理程序，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，任务被丢弃。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy	被拒绝的任务的处理程序静默地丢弃被拒绝的任务。

枚举摘要

Enum	描述
TimeUnit	A TimeUnit表示给定粒度单位的持续时间，并提供了跨单位转换的实用方法，并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断开状态的屏障或线程等待时进入断开状态时抛出异常。
CancellationException	异常表示由于任务被取消，无法检索生成值的任务（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中止的任务的结果时抛出的异常。
RejectedExecutionException	当一个任务不能接受执行时，由一个Executor抛出的异常。
TimeoutException	Exception thrown when a blocking operation times out.