ConcurrentHashMap je implementacija hash tabela bezbedna za niti u Java paketu za konkurentnost (java.util.concurrent).

HashMap se pri proširenju u višenitnom okruženju može suočiti sa situacijom da se CPU približi 100%, jer HashMap nije bezbedan za niti. Možemo preko metode Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m) iz Collections da umotamo HashMap u mapu bezbednu za niti.

ConcurrentLinkedQueue je implementacija reda bezbednog za niti u okviru paketa java.util.concurrent (JUC). Zasnovana je na neblokirajućem algoritmu (varijanta Michael-Scott neblokirajućeg algoritma), što znači da ConcurrentLinkedQueue više ne koristi tradicionalni mehanizam brava za zaštitu podataka, već se oslanja na atomic operacije nižeg nivoa (kao što je CAS).

Čitaoci koji su učili o ArrayList-i sigurno se sećaju da je ArrayList kontejner koji nije bezbedan za niti; u višenitnom okruženju ga je potrebno ručno zaključati, ili koristiti metod Collections.synchronizedList() da se pretvori u bezbedan za niti kontejner.

U JDK-u su dostupne neke uobičajene alatke za komunikaciju u konkurentnom programiranju koje možemo koristiti, kao što su CountDownLatch, Semaphore, Exchanger, CyclicBarrier, Phaser.

Sve se nalaze u JUC paketu. Najpre ćemo opširno sažeti koje to alatke postoje i kakva im je uloga, a zatim ćemo predstaviti njihove glavne načine upotrebe i principe.

ThreadLocal je alatka u Javi za realizaciju promenljivih lokalnih za nit. Dozvoljava svakoj niti da ima svoj nezavisan primerak, čime se postiže izolacija niti, što se koristi za rešavanje problema nitne bezbednosti deljenih objekata u višenitnom okruženju.

Obično koristimo ključnu reč synchronized ili lock da bismo kontrolisali redosled niti pri pristupu resursima u kritičnoj sekciji, ali ovakav način zaključavanja blokira niti koje nisu pribavile bravu — očigledno, vremenska efikasnost ovog pristupa nije naročito visoka.

Ranije, dok smo pričali o CAS-u i atomskim operacijama klase atomic, oba puta smo spomenuli Unsafe.

Unsafe je veoma posebna klasa u Javi — ona Javi pruža mehanizam nižeg nivoa, „nesiguran" mehanizam za direktan pristup i manipulaciju memorijom, nitima i objektima. Kao što ime sugeriše, Unsafe pruža mnogo nesigurnih operacija, pa ga treba koristiti sa velikim oprezom i samo u scenarijima koji zaista zahtevaju ovakve operacije nižeg nivoa.

U Alibabinom priručniku za razvoj, u delu o konkurentnom programiranju, stoji: bazeni niti ne smeju se kreirati preko Executors, već preko ThreadPoolExecutor. Danas ćemo analizom izvornog koda objasniti razlog zabrane.

U prvoj lekciji: osnove Java višenitnosti opisali smo 3 načina kreiranja niti: direktno nasleđivanje klase Thread, implementacija interfejsa Runnable i implementacija interfejsa Callable.

Prva dva načina imaju jedan nedostatak: nakon izvršenja zadatka ne mogu se dobiti rezultati izvršenja.

CAS (Compare-and-Swap) je način implementacije optimističke brave, skraćenica je za „uporedi i zameni" i atomska je operacija bez brave.

U konkurentnom programiranju svi znamo da operacija i++ nije bezbedna za niti, jer i++ nije atomska operacija. O tome smo govorili kada smo pričali o kojim problemima donose više niti, sigurno se još sećate?

O uslovu čekanja/obaveštenja Condition smo već govorili kada smo obrađivali ReentrantLock — sećate li se?

Svaki objekat može pozvati metode wait/notify iz klase Object da ostvari mehanizam čekanja/obaveštenja. Interfejs Condition pruža slične metode.