Java并发编程实战：JDK并发包详解

本章节主要介绍了Java并发编程实践中的关键概念和技术，针对的是Java 5.0及以后版本提供的高级并发特性，这些特性主要集中在`java.util.concurrent`包中。这个包的设计目的是为了优化多线程并发编程，使其能充分利用现代多处理器和多核心系统的并行能力，从而构建高性能的大规模并发应用程序。 1. **Java.util.concurrent概述**: - JDK 5.0引入了高级并发特性，专注于多线程编程，支持现代硬件的并行处理。 - 包含原子量、并发集合、同步器和线程池，为开发者提供了丰富的工具。 2. **原子量（Atomic Operations）**: - 类似于`java.util.concurrent.atomic`下的原子量类，如`AtomicInteger`, `AtomicLong`, 等，提供了对单个变量的原子操作，确保在多线程环境下的数据一致性，如`lock`, `compareAndSwap`, 和 `getAndSet` 方法。 3. **锁同步法**: - 通过使用`synchronized`关键字或`ReentrantLock`等锁机制来控制多个线程对共享资源的访问，避免竞态条件。 4. **比较并交换（Compare and Swap）**: - 提供了一种无须显式获取锁就能进行原子操作的方式，常用于实现高效的并发控制。 5. **原子变量类**: - 这些类（如`AtomicBoolean`, `AtomicReference`)允许在无须额外同步的情况下更新共享状态，提高并发性能。 6. **银行取款模拟示例**: - 通过原子量类展示如何实现一个并发安全的银行账户操作，确保不会出现资金冲突。 7. **并发集合**: - 包括`BlockingQueue`（如`ArrayBlockingQueue`）和`ConcurrentMap`（如`ConcurrentHashMap`），提供线程安全的队列和映射结构。 - `CopyOnWriteArrayList` 和 `CopyOnWriteArraySet` 用于避免数据结构在修改时导致的视图问题。 8. **同步器**: - 如`Semaphore`用于控制同时访问资源的线程数量，`Barrier`用于让一组线程在达到特定点后继续执行，`CountDownLatch`和`CyclicBarrier`则是同步多线程的工具。 - `Exchanger`用于线程间的数据交换，`Future`和`FutureTask`则支持异步计算和结果的管理。 9. **显示锁（ReentrantLock和ReadWriteLock）**: - `ReentrantLock` 提供了可重入性，灵活性和性能，包括公平锁和非公平锁的选项。 - `ReadWriteLock` 分配读写权限，允许多个读线程并发，但写线程必须独占资源。 10. **Fork-Join框架**: - Java的一个高效并行任务处理框架，分为`Fork`（分解任务）和`Join`（组合结果）两个步骤，适用于大量子任务的场景。 - `ParallelArray` 是一个例子，展示了如何使用Fork-Join框架进行并行数组操作。 通过学习这一章内容，读者可以深入理解Java并发编程的核心机制，掌握如何在实际项目中高效地设计和实现并发程序，确保代码的正确性和性能。