总结：对于Java同学来说，能有机会通过看百行、十行代码来增加练习量是非常难得的。这是一个。通常，我看书的时候不会写代码，因为我的大脑被设置为单线程，一旦同时输入不同的信息，它就无法处理。但是多线程对于计算机来说是小菜一碟。它可以同时做很多事情，这看起来很不可思议。我真的希望将我的大脑皮层移植到这些很棒的设备上。用人脑去思考计算机正在思考的问题，本身就是一种折磨。但是在平时的工作和面试中，我们不得不面对这样的场景，所以多线程就成了编程路上的一颗难啃的骨头。HikariCP是SpringBoot默认的数据库连接池。它有一个名字，叫做不卑不亢的光，这让国内的德鲁伊很尴尬。言归正传，我们来看看Hikari中的ConcurrentBag。核心数据结构多线程代码是一个比较麻烦的问题，就是每一个API我都懂，就是不知道怎么用。很多熟悉concurrent包的同学，在面对实际问题的时候，还是被迫在最后加上Lock或者synchronized。ConcurrentBag是一个Lockfree数据结构，主要用于数据库连接的存储。可以说整个HikariCP的核心就是它。去掉乱七八糟的注释和异常处理，可以说关键代码只有一百多行，但是里面的方法很多。ConcurrentBag非常快。要实现这个目标，需要一定的核心数据结构支持。privatefinalCopyOnWriteArrayListsharedList;privatefinalThreadLocal>threadList;privatefinalAtomicIntegerwaiters;privatefinalSynchronousQueuehandoffQueue;copycodesharedList用于缓存所有连接，是一个CopyOnWriteArrayList结构。threadList用于缓存一个线程使用的所有连接，相当于一个快速引用，是一个ThreadLocal类型的ArrayList。waiters当前获取连接的服务员数量。AtomicInteger是一个自增对象。当等待者数大于0时，说明有线程正在获取资源。HandoffQueue0-capacity快速传递队列，SynchronousQueue类型的队列，非常好用。ConcurrentBag中的元素需要使用一些变量来标识当前状态，以便能够在没有锁的情况下进行操作。抽象接口如下：publicinterfaceIConcurrentBagEntry{intSTATE_NOT_IN_USE=0;intSTATE_IN_USE=1;intSTATE_REMOVED=-1;intSTATE_RESERVED=-2;booleancompareAndSet(intexpectState,intnewState);voidsetState(intnewState);intgetState();}复制代码有了这些数据结构的支持，我们的ConcurrentBag就可以实现它的轻量级要求了。获取连接获取连接是借用方法，也可以传入超时作为超时控制。publicTborrow(longtimeout,finalTimeUnittimeUnit)throwsInterruptedException首先，如果一个线程执行速度非常快，使用了很多连接，可以使用ThreadLocal快速获取连接对象，而不用跑到大池中去获取。代码如下所示。//首先尝试线程本地列表finalvarlist=threadList.get();for(inti=list.size()-1;i>=0;i--){finalvarentry=list.remove(i);最终TbagEntry=weakThreadLocals？((WeakReference)entry).get():(T)entry;if(bagEntry!=null&&bagEntry.compareAndSet(STATE_NOT_IN_USE,STATE_IN_USE)){returnbagEntry;}}Copy我们都知道代码，包括一些ArrayList和HashMap的基本结构是FailFast。如果在遍历的时候删除了一些数据，可能会出问题。幸运的是，由于我们的List是从ThreadLocal中获取的，所以它在第一时间避免了线程安全问题。接下来是遍历。这段代码使用了尾部遍历（头部遍历会出错），用于快速从链表中找到一个可重用的对象，然后使用CAS将状态投入使用。但如果该对象正在被使用，则直接将其删除。在ConcurrentBag中，每个ThreadLocal最多缓存50个连接对象引用。当在ThreadLocal中找不到可重用的对象时，就会去大池中去获取。也就是下面的代码。//否则，扫描共享列表...然后轮询切换队列我们可能偷了另一个服务员的连接，请求另一个袋子添加。如果（等待>1）{listener.addBagItem（等待-1）；}返回bagEntry;}}listener.addBagItem（等待）；需要等待别人释放timeout=timeUnit.toNanos(timeout);do{finalvarstart=currentTime();finalTbagEntry=handoffQueue.poll(timeout,NANOSECONDS);如果（bagEntry==null||bagEntry.compareAndSet（STATE_NOT_IN_USE，STATE_IN_USE））{returnbagEntry;}timeout-=elapsedNanos(start);}while(timeout>10_000);返回空；}最后{waiters.decrementAndGet();执行的线程不同，所以必须考虑线程安全问题。由于shardList是线程安全的CopyOnWriteArrayList，适合读多写少的场景，所以我们直接遍历即可。这段代码的目的是一样的，需要从sharedList中找到一个空闲的连接对象。这里将自增等待变量传递给外部代码进行处理，主要是因为我们要根据等待的大小来判断是否创建新的对象。如果无法从池中获取连接，则需要等待其他线程释放一些资源。创建对象的过程是异步的，要获取它，需要依赖一段循环代码。while循环代码是纳秒精度的，会尝试从handoffQueue中获取它。最后会调用SynchronousQueue的transfer方法。返回连接被借用并返回。当连接用完时，它将返回到池中。publicvoidrequite(finalTbagEntry){bagEntry.setState(STATE_NOT_IN_USE);for(vari=0;waiters.get()>0;i++){if(bagEntry.getState()!=STATE_NOT_IN_USE||handoffQueue.offer(bagEntry)){返回;}elseif((i&0xff)==0xff){parkNanos(MICROSECONDS.toNanos(10));}else{Thread.yield();}}finalvarthreadLocalList=threadList.get();if(threadLocalList.size()<50){threadLocalList.add(weakThreadLocals?newWeakReference<>(bagEntry):bagEntry);}}复制代码首先，让这个对象可用。然后，代码进入一个循环，等待消费者接管连接。当连接处于STATE_NOT_IN_USE状态，或者队列中的数据被取走，那么就可以直接返回。由于waiters.get()是实时获取的，可能长时间大于0，所以代码会变成死循环，浪费CPU。代码会尝试不同级别的休眠，一种是每255个waiter休眠10ns，另一种是使用yield放弃cpu时间片。如果返回连接时连接没有被其他线程获取，那么我们最后会将返回的连接放到对应的ThreadLocal中，因为对于一个连接来说，借用和返回通常是一个线程。知识点看似几行代码，为什么看懂了就可以hold住大部分的并发编程场景呢？主要是这里的知识点太多了。下面我简单罗列一下，大家可以一一攻破。使用ThreadLocal缓存本地资源引用，使用线程关闭资源减少锁冲突，使用读多写少线程安全的CopyOnWriteArrayList缓存所有对象，几乎不影响读取效率使用CAS-basedAtomicInteger计算个数的waiters，无锁操作使得计算速度更快。0容量交换队列SynchronousQueue使得对象传递更快。compareAndSet的CAS原语用于控制状态的变化，安全高效。很多核心代码都是这样设计的。在循环中使用park、yield等方法，避免无限循环占用大量CPU。您需要了解并发数据结构中的offer、poll、peek、put、take、add和remove方法之间的区别，并保持灵活性。volatile关键字用于在设置状态时修改应用程序CAS。volatile的使用也是一个常见的优化点。有必要了解WeakReference弱引用在垃圾回收时的表现。麻雀虽小，五脏俱全。如果您想将您的多线程编程技能提升到一个新的水平，请阅读这个简短而简洁的ConcurrentBag。当你掌握了它的窍门时，多线程的东西就是小菜一碟。
