Java并发编程核心概念与实战指南

DZone Refcardz "Core Java Concurrency" 是一篇针对Java并发编程的重要参考资料，由Alex Miller撰写，旨在帮助Java开发者更好地理解和应用多线程编程的核心概念。自Java诞生以来，就内置了如线程（Thread）、同步（synchronized）和 volatile 关键字等核心并发特性。随着Java SE 5的发布，又引入了诸如锁（Locks）、原子操作（Atomics）、并发集合（concurrent collections）、线程协调抽象（thread coordination abstraction）以及Executor框架等新构造。 本文涵盖了以下几个核心概念： 1. **Java内存模型（Java Memory Model, JMM）**: 在Java SE 5中的JSR 133规范定义了JMM，它为Java程序员编写并发代码时提供了必要的保证。JMM通过定义可见性、有序性和内存屏障规则，确保了多线程环境下的数据一致性。 2. **线程（Thread）**: Java中的基本并发单元，允许代码在单独的执行路径上运行。开发者可以通过Thread类创建和管理线程，包括启动、停止和同步线程执行。 3. **同步（Synchronized）**: 用于保护共享数据的机制，确保在同一时间只有一个线程可以访问特定的代码块或对象。这是实现线程安全的基本手段。 4. **volatile**：关键字用于确保多线程环境中对变量的读写操作是线程可见的，避免出现指令重排序导致的数据不一致。 5. **锁（Locks）**: Java提供了一种更细粒度的并发控制方式，相比synchronized，Locks提供了更多的灵活性，比如tryLock()和unlock()方法，以及可中断锁等。 6. **原子操作（Atomics）**: Java提供了一组不可分割的原子操作，如AtomicInteger和AtomicLong，用于在多线程环境中安全地更新共享变量。 7. **并发集合（Concurrent Collections）**: 集合框架的一部分，设计成可以被多个线程同时访问，减少了同步开销。如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。 8. **线程协调（Thread Coordination）**: 通过Future、Callable和CountDownLatch等工具，开发者可以更好地协调线程间的执行顺序和完成条件。 9. **Executor框架**：一种高效的方式来组织和管理线程池，提供了线程池大小控制、任务提交、执行顺序调整等功能，有助于简化并发编程的复杂性。 通过这些概念和工具，开发者可以构建出高度并发且健壮的Java应用程序，确保在多线程环境下数据的一致性和性能的优化。阅读和掌握这份Refcard将有助于提升在Java并发编程领域的实践能力。