JUC 常用工具与异步结果：原子类、同步器、队列与 Future

不必逐个背 JUC 源码。先把原子更新、等待完成、控制并发、传递任务、组合结果对应到工具。

原子类与 LongAdder#

AtomicInteger 提供 incrementAndGet、compareAndSet 等原子操作，适合精确更新单个数值。多个独立原子操作不会自动组成事务。

LongAdder 在高争用时分散更新，减少单点竞争，适合统计指标。但并发期间 sum 不是统一锁定所有更新的原子快照，不能随意替代限额扣减和状态判断。

常见同步器#

工具	用途	边界
CountDownLatch	等待若干任务或步骤完成	计数到 0 后放行，不能重置同一个计数
CyclicBarrier	多个参与方等待到达阶段点	可重复使用，需处理超时和屏障破坏
Semaphore	限制同时访问资源的数量	获取后要正确释放，限制并发数而非每秒请求数

任务通常在 finally 中 countDown，避免异常路径遗漏计数。但计数归零不意味着全部成功，还要检查任务结果并设定等待超时。

BlockingQueue#

put 在容量不足时等待，take 在无元素时等待；offer/poll 支持立即返回或超时。ArrayBlockingQueue 使用固定容量；LinkedBlockingQueue 可指定容量，默认容量很大。

有界队列限制积压，连接生产者和消费者。但队列线程安全不保证业务处理成功，还要处理失败、关闭和重复任务。

Future 与 CompletableFuture#

Future 表示异步结果，get 可以阻塞等待，带超时形式限制等待；cancel(true) 尝试中断取消，不保证任务实际已停止。

CompletableFuture 支持组合异步步骤：

1
CompletableFuture<String> result = CompletableFuture
2
    .supplyAsync(() -> loadName(), executor)
3
    .thenApply(String::trim)
4
    .exceptionally(error -> "unknown");

示例指定线程池，转换加载结果并提供降级值；业务是否允许降级要另行决定，不能吞掉所有失败。

thenApply 转换结果；thenCompose 用于回调返回另一个 Future，避免嵌套。
thenCombine 合并两个结果；allOf 等一组任务完成，不直接返回结果列表。
非 Async 阶段可能由完成任务或其他参与线程执行；Async 版本可指定执行器。
常用异步操作未指定执行器时通常使用公共 ForkJoinPool，不适合无边界放入大量阻塞调用。

get 通常通过 ExecutionException 包装失败，join 通常通过 CompletionException 暴露失败。等待超时不等于底层网络调用已取消，还要配置调用本身的超时。

面试回答模板#

原子类处理单值更新，LongAdder 适合统计。CountDownLatch 等待完成，CyclicBarrier 同步阶段，Semaphore 控制并发许可。BlockingQueue 连接生产者和消费者。Future 获取异步结果，CompletableFuture 进一步组合步骤；都要考虑线程池、超时、失败和取消。

自测#

Semaphore(10) 是每秒最多 10 次吗？不是。
allOf 直接返回全部结果列表吗？不返回，需要从各任务获取。
Future.get 超时后任务一定停止吗？不一定。