读懂HikariCP一百行代码，多线程就是个孙子！
总结：java届很难得有读百十行代码就能增加修炼的机会，这里有一个。
通常，我在看书的时候一般不写代码，因为我的脑袋被设定成单线程的，一旦同时喂给它不同的信息，它就无法处理。
但多线程对电脑来说就是小菜一碟，它可以同时做很多事，看起来匪夷所思。好希望把自己的大脑皮层移植到这些牛x的设备上。
用人脑思考电脑正在思考的问题，这本身就是一种折磨。但平常的工作和面试中，又不得不面对这样的场景，所以多线程就成了编程路上一块难啃的骨头。
hikaricp是springboot默认的数据库连接池，它毫不谦虚的的起了一个叫做光的名字，这让国产druid很没面子。
还是言归正传，看一下hikari中的concurrentbag吧。
核心数据结构 多线程代码一个让人比较头疼的问题，就是每个api我都懂，但就是不会用。很多对concurrent包倒背如流的同学，在面对现实的问题时，到最后依然不得不被迫加上lock或者synchronized。
concurrentbag是一个lock free的数据结构，主要用作数据库连接的存储，可以说整个hikaricp的核心就是它。删掉乱七八糟的注释和异常处理，可以说关键的代码也就百十来行，但里面的道道却非常的多。
concurrentbag速度很快，要达到这个目标，就需要一定的核心数据结构支持。
private final copyonwritearraylist sharedlist;private final threadlocal threadlist;private final atomicinteger waiters;private final synchronousqueue handoffqueue; sharedlist 用来缓存所有的连接，是一个copyonwritearraylist结构。 threadlist 用来缓存某个线程所使用的所有连接，相当于快速引用，是一个threadlocal类型的arraylist。 waiters 当前正在获取连接的等待者数量。atomicinteger，就是一个自增对象。当waiters的数量大于0时候，意味着有线程正在获取资源。 handoffqueue 0容量的快速传递队列，synchronousqueue类型的队列，非常有用。 concurrentbag里面的元素，为了能够无锁化操作，需要使用一些变量来标识现在处于的状态。抽象的接口如下：
public interface iconcurrentbagentry{ int state_not_in_use = 0; int state_in_use = 1; int state_removed = -1; int state_reserved = -2; boolean compareandset(int expectstate, int newstate); void setstate(int newstate); int getstate();} 有了这些数据结构的支持，我们的concurrentbag就可以实现它光的宣称了。
基于 spring boot + mybatis plus + vue & element 实现的后台管理系统 + 用户小程序，支持 rbac 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能
项目地址：https://github.com/yunaiv/ruoyi-vue-pro 视频教程：https://doc.iocoder.cn/video/ 获取连接 连接的获取是borrow方法，还可以传入一个timeout作为超时控制。
public t borrow(long timeout, final timeunit timeunit) throws interruptedexception 首先，如果某个线程执行非常快，使用了比较多的连接，就可以使用threadlocal的方式快速获取连接对象，而不用跑到大池子里面去获取。代码如下。
// try the thread-local list firstfinal var list = threadlist.get();for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) { final var entry = list.remove(i); final t bagentry = weakthreadlocals ? ((weakreference) entry).get() : (t) entry; if (bagentry != null && bagentry.compareandset(state_not_in_use, state_in_use)) { return bagentry; }} 我们都知道，包括arraylist和hashmap一些基础的结构，都是fail fast的，如果你在遍历的时候，删掉一些数据，有可能会引起问题。幸运的是，由于我们的list是从threadlocal获取的，它首先就避免了线程安全的问题。
接下来就是遍历。这段代码采用的是尾遍历（头遍历会出现错误），用于快速的从列表中找到一个可以复用的对象，然后使用cas来把状态置为使用中。但如果对象正在被使用，则直接删除它。
在concurrentbag里，每个threadlocal最多缓存50个连接对象引用。
当threadlocal里找不到可复用的对象，它就会到大池子里去拿。也就是下面这段代码。
// otherwise, scan the shared list ... then poll the handoff queuefinal int waiting = waiters.incrementandget();try { for (t bagentry : sharedlist) { if (bagentry.compareandset(state_not_in_use, state_in_use)) { // if we may have stolen another waiter's connection, request another bag add. if (waiting > 1) { listener.addbagitem(waiting - 1); } return bagentry; } } listener.addbagitem(waiting); // 还拿不到，就需要等待别人释放了 timeout = timeunit.tonanos(timeout); do { final var start = currenttime(); final t bagentry = handoffqueue.poll(timeout, nanoseconds); if (bagentry == null || bagentry.compareandset(state_not_in_use, state_in_use)) { return bagentry; } timeout -= elapsednanos(start); } while (timeout > 10_000); return null;}finally { waiters.decrementandget();} 首先要注意，这段代码可能是由不同的线程执行的，所以必须要考虑线程安全问题。由于shardlist是线程安全的copyonwritearraylist，适合读多写少的场景，我们可以直接进行遍历。
这段代码的目的是一样的，需要从sharedlist找到一个空闲的连接对象。这里把自增的waiting变量传递到外面的代码进行处理，主要是由于想要根据waiting的大小来确定是否创建新的对象。
如果无法从池子里获取连接，则需要等待别的线程释放一些资源。
创建对象的过程是异步的，要想获取它，还需要依赖一段循环代码。while循环代码是纳秒精度，会尝试从handoffqueue里获取。最终会调用synchronousqueue的transfer方法。
基于 spring cloud alibaba + gateway + nacos + rocketmq + vue & element 实现的后台管理系统 + 用户小程序，支持 rbac 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能
项目地址：https://github.com/yunaiv/yudao-cloud 视频教程：https://doc.iocoder.cn/video/ 归还连接 有借就有还，当某个连接使用完毕，它将被归还到池子中。
public void requite(final t bagentry){ bagentry.setstate(state_not_in_use); for (var i = 0; waiters.get() > 0; i++) { if (bagentry.getstate() != state_not_in_use || handoffqueue.offer(bagentry)) { return; } else if ((i & 0xff) == 0xff) { parknanos(microseconds.tonanos(10)); } else { thread.yield(); } } final var threadlocallist = threadlist.get(); if (threadlocallist.size() < 50) { threadlocallist.add(weakthreadlocals ? new weakreference(bagentry) : bagentry); }} 首先，把这个对象置为可用状态。然后，代码会进入一个循环，等待使用方把这个连接接手过去。当连接处于state_not_in_use状态，或者队列中的数据被取走了，那么就可以直接返回了。
由于waiters.get()是实时获取的，有可能长时间一直大于0，这样代码就会变成死循环，浪费cpu。代码会尝试不同层次的睡眠，一个是每隔255个waiter睡10ns，一个是使用yield让出cpu时间片。
如果归还连接的时候并没有被其他线程获取到，那么最后我们会把归还的连接放入到相对应的threadlocal里，因为对一个连接来说，借和还，通常是一个线程。
知识点 看起来平平无奇的几行代码，为什么搞懂了就能hold住大部分的并发编程场景呢？主要还是这里面的知识点太多。下面我简单罗列一下，你可以逐个攻破。
使用threadlocal来缓存本地资源引用，使用线程封闭的资源来减少锁的冲突 采用读多写少的线程安全的copyonwritearraylist来缓存所有对象，几乎不影响读取效率 使用基于cas的atomicinteger来计算等待者的数量，无锁操作使得计算更加快速 0容量的交换队列synchronousqueue，使得对象传递更加迅速 采用compareandset的cas原语来控制状态的变更，安全且效率高。很多核心代码都是这么设计的 在循环中使用park、yield等方法，避免死循环占用大量cpu 需要了解并发数据结构中的offer、poll、peek、put、take、add、remove方法的区别，并灵活应用 cas在设置状态时，采用了volatile关键字修饰，对于volatile的使用也是一个常见的优化点 需要了解weakreference弱引用在垃圾回收时候的表现 麻雀虽小，五脏俱全。如果你想要你的多线程编程能力更上一层楼，读一读这个短小精悍的concurrentbag吧。当你掌握了它，多线程的那些东西，不过是小菜一碟。
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用人脑思考电脑正在思考的问题，这本身就是一种折磨。但平常的工作和面试中，又不得不面对这样的场景，所以多线程就成了编程路上一块难啃的骨头。
hikaricp是springboot默认的数据库连接池，它毫不谦虚的的起了一个叫做光的名字，这让国产druid很没面子。
还是言归正传，看一下hikari中的concurrentbag吧。
核心数据结构 多线程代码一个让人比较头疼的问题，就是每个api我都懂，但就是不会用。很多对concurrent包倒背如流的同学，在面对现实的问题时，到最后依然不得不被迫加上lock或者synchronized。
concurrentbag是一个lock free的数据结构，主要用作数据库连接的存储，可以说整个hikaricp的核心就是它。删掉乱七八糟的注释和异常处理，可以说关键的代码也就百十来行，但里面的道道却非常的多。
concurrentbag速度很快，要达到这个目标，就需要一定的核心数据结构支持。
private final copyonwritearraylist sharedlist;private final threadlocal threadlist;private final atomicinteger waiters;private final synchronousqueue handoffqueue; sharedlist 用来缓存所有的连接，是一个copyonwritearraylist结构。 threadlist 用来缓存某个线程所使用的所有连接，相当于快速引用，是一个threadlocal类型的arraylist。 waiters 当前正在获取连接的等待者数量。atomicinteger，就是一个自增对象。当waiters的数量大于0时候，意味着有线程正在获取资源。 handoffqueue 0容量的快速传递队列，synchronousqueue类型的队列，非常有用。 concurrentbag里面的元素，为了能够无锁化操作，需要使用一些变量来标识现在处于的状态。抽象的接口如下：
public interface iconcurrentbagentry{ int state_not_in_use = 0; int state_in_use = 1; int state_removed = -1; int state_reserved = -2; boolean compareandset(int expectstate, int newstate); void setstate(int newstate); int getstate();} 有了这些数据结构的支持，我们的concurrentbag就可以实现它光的宣称了。
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项目地址：https://github.com/yunaiv/ruoyi-vue-pro 视频教程：https://doc.iocoder.cn/video/ 获取连接 连接的获取是borrow方法，还可以传入一个timeout作为超时控制。
public t borrow(long timeout, final timeunit timeunit) throws interruptedexception 首先，如果某个线程执行非常快，使用了比较多的连接，就可以使用threadlocal的方式快速获取连接对象，而不用跑到大池子里面去获取。代码如下。
// try the thread-local list firstfinal var list = threadlist.get();for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) { final var entry = list.remove(i); final t bagentry = weakthreadlocals ? ((weakreference) entry).get() : (t) entry; if (bagentry != null && bagentry.compareandset(state_not_in_use, state_in_use)) { return bagentry; }} 我们都知道，包括arraylist和hashmap一些基础的结构，都是fail fast的，如果你在遍历的时候，删掉一些数据，有可能会引起问题。幸运的是，由于我们的list是从threadlocal获取的，它首先就避免了线程安全的问题。
接下来就是遍历。这段代码采用的是尾遍历（头遍历会出现错误），用于快速的从列表中找到一个可以复用的对象，然后使用cas来把状态置为使用中。但如果对象正在被使用，则直接删除它。
在concurrentbag里，每个threadlocal最多缓存50个连接对象引用。
当threadlocal里找不到可复用的对象，它就会到大池子里去拿。也就是下面这段代码。
// otherwise, scan the shared list ... then poll the handoff queuefinal int waiting = waiters.incrementandget();try { for (t bagentry : sharedlist) { if (bagentry.compareandset(state_not_in_use, state_in_use)) { // if we may have stolen another waiter's connection, request another bag add. if (waiting > 1) { listener.addbagitem(waiting - 1); } return bagentry; } } listener.addbagitem(waiting); // 还拿不到，就需要等待别人释放了 timeout = timeunit.tonanos(timeout); do { final var start = currenttime(); final t bagentry = handoffqueue.poll(timeout, nanoseconds); if (bagentry == null || bagentry.compareandset(state_not_in_use, state_in_use)) { return bagentry; } timeout -= elapsednanos(start); } while (timeout > 10_000); return null;}finally { waiters.decrementandget();} 首先要注意，这段代码可能是由不同的线程执行的，所以必须要考虑线程安全问题。由于shardlist是线程安全的copyonwritearraylist，适合读多写少的场景，我们可以直接进行遍历。
这段代码的目的是一样的，需要从sharedlist找到一个空闲的连接对象。这里把自增的waiting变量传递到外面的代码进行处理，主要是由于想要根据waiting的大小来确定是否创建新的对象。
如果无法从池子里获取连接，则需要等待别的线程释放一些资源。
创建对象的过程是异步的，要想获取它，还需要依赖一段循环代码。while循环代码是纳秒精度，会尝试从handoffqueue里获取。最终会调用synchronousqueue的transfer方法。
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由于waiters.get()是实时获取的，有可能长时间一直大于0，这样代码就会变成死循环，浪费cpu。代码会尝试不同层次的睡眠，一个是每隔255个waiter睡10ns，一个是使用yield让出cpu时间片。
如果归还连接的时候并没有被其他线程获取到，那么最后我们会把归还的连接放入到相对应的threadlocal里，因为对一个连接来说，借和还，通常是一个线程。
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