Java多线程深度解析:从基础到高级
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更新于2024-07-09
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本书深入浅出地探讨了Java多线程编程的各个方面,适合Java开发者进一步提升其在并发处理能力上的理解。书中分为三大部分,涵盖基础、原理和JDK工具篇,旨在帮助读者全面掌握Java多线程的核心知识。
**第一篇 基础篇**
1. **进程与线程基本概念** - 进程是操作系统分配资源的基本单位,而线程是执行单元,是进程内的一个执行路径。在Java中,每个Java应用程序至少有一个进程,一个进程可以有多个线程。
2. **Java多线程入门** - Java提供了Thread类和Runnable接口来创建和管理线程。线程的创建可以通过继承Thread类或实现Runnable接口,并通过start()方法启动。
3. **线程组和线程优先级** - 线程可以组织在组中,方便管理和控制。Java提供了一个ThreadGroup类来管理线程组。线程优先级用于决定调度策略,但不保证绝对的执行顺序,Java的优先级范围从1(MIN_PRIORITY)到10(MAX_PRIORITY),默认优先级是5(NORM_PRIORITY)。
4. **Java线程的状态及转化** - 线程有新建、可运行、运行、等待、阻塞和终止六种状态,它们之间存在特定的转换关系,如通过wait()、notify()、join()等方法进行状态的转换。
5. **线程间的通信** - Java提供了多种机制实现线程间的数据交换,包括wait()、notify()、notifyAll()配合synchronized关键字,以及使用BlockingQueue等高级API。
**第二篇 原理篇**
6. **Java内存模型基础知识** - 描述了Java程序运行时的内存布局,包括堆、栈、方法区、本地方法栈等,以及JMM(Java Memory Model)如何确保线程间的正确交互。
7. **重排序与happens-before原则** - 描述了编译器和处理器为了优化性能可能会对指令序列进行重排序,但JMM通过happens-before规则保证了可见性和有序性。
8. **volatile关键字** - volatile确保了变量对所有线程的可见性,并禁止指令重排序,但不保证原子性。
9. **synchronized与锁** - synchronized提供了互斥访问,保证同一时刻只有一个线程能执行特定代码块,它有锁对象、锁方法和可重入锁等用法。
10. **CAS与原子操作** - CAS(Compare and Swap)是一种无锁算法,Java的Atomic包提供了基于CAS的原子操作类,如AtomicInteger、AtomicReference等。
11. **AQS(AbstractQueuedSynchronizer)** - AQS是Java并发库中的核心组件,用于构建锁和其他同步组件的基础框架,如ReentrantLock、Semaphore等。
**第三篇 JDK工具篇**
12. **线程池原理** - Java的ExecutorService和ThreadPoolExecutor提供了线程池管理,通过线程池可以有效地复用线程,避免频繁创建和销毁线程带来的开销。
13. **阻塞队列** - 如ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue等,用于线程间的协作,一个线程生产数据,其他线程消费数据,线程间的通信和等待由队列自动管理。
14. **锁接口和类** - Java并发库提供了Lock接口和ReentrantLock等锁实现,提供了更灵活的锁控制和更高的性能。
15. **并发集合容器** - 如ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue等,它们在多线程环境下提供了线程安全的数据存储和操作。
16. **CopyOnWrite** - CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet等类,采用写时复制策略,读操作无锁,写操作复制底层数据结构,适用于读多写少的场景。
17. **通信工具类** - 如CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore等,用于线程间的同步和协调。
18. **Fork/Join框架** - 基于工作窃取算法的并行计算框架,适用于分治策略的问题,如Java 8的并行流。
19. **Java8 Stream并行计算** - Stream API提供了并行流,利用Fork/Join框架实现高效的并行计算。
20. **计划任务** - 如ScheduledExecutorService,用于安排周期性或延迟执行的任务。
书中详细阐述了Java多线程编程的各种概念和技术,旨在帮助开发者理解和掌握多线程的精髓,提高并发编程能力,从而编写出更加高效、稳定的Java应用。
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2023-09-16 上传
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