Java并发编程教程:核心概念与实战技巧

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"这是一份由温绍锦编写的Java并发程序设计教程,涵盖了从基础的线程使用到高级的并发控制技术,旨在帮助读者深入理解并掌握Java并发编程。" 在Java并发编程中,理解并熟练运用各种工具和概念至关重要。以下是教程中提到的一些关键知识点: 1. **设置线程名称**:给线程设置名称有助于在调试和监控时快速识别线程的作用,特别是在多线程环境中。可以通过直接在`Thread`构造函数中传入名称,或者在创建后使用`setName()`方法来设置。 2. **响应中断**:Java中的`Thread.interrupt()`方法用于中断线程,而线程应该定期检查`isInterrupted()`或`interrupted()`状态以响应中断请求,适时清理资源并退出。 3. **ThreadLocal**:`ThreadLocal`类提供线程局部变量,每个线程都有其独立的副本,不会互相干扰,常用于线程安全的实例化,例如HTTP请求中的会话管理。 4. **ExecutorService和Future**:`ExecutorService`是Java并发框架的核心,它管理线程池,可以提交任务并获取结果。`Future`接口用于异步计算的结果,提供了检查任务完成状态、获取结果或取消任务的方法。 5. **阻塞队列**:如`BlockingQueue`,提供了线程安全的数据结构,用于线程间的通信和同步。`put`和`take`操作会阻塞直到队列有空间或元素可用,`offer`和`poll`则是非阻塞的。 6. **线程间的协调手段**:包括`Lock`、`Condition`、`wait()`, `notify()`, `notifyAll()`。`Lock`提供了比`synchronized`更细粒度的控制,`Condition`允许等待/通知机制的分离,而`wait()`, `notify()`, `notifyAll()`是基于对象监视器的同步机制。 7. **Lock-free编程**:使用`Atomic`类(如`AtomicInteger`, `AtomicReference`)和并发容器(如`ConcurrentHashMap`的`putIfAbsent`、`CopyOnWriteArrayList`)实现无锁数据结构,减少锁竞争,提高并发性能。 8. **并发流程控制**:`CountDownLatch`用于一次性释放多个等待线程,`CyclicBarrier`则允许多个线程等待彼此到达某个点后再继续执行。 9. **定时器**:`ScheduledExecutorService`提供定时执行任务的功能,相比`Timer`,它更强大且线程安全。`TimerWheel`是一种用于大规模定时任务的高效数据结构。 10. **并发三大定律**:Amdahl定律描述了并行化对系统性能的理论极限,Gustafson定律认为并行计算的任务越多,性能提升越大,Sun-Ni定律(也称作Master Theorem)则涉及并发任务的调度策略。 11. **并发编程的发展**:如GPGPU和OpenCL,它们扩展了并行计算的领域,使得在图形处理器上执行通用计算成为可能。 12. **复习题**:教程末尾的复习题用于检验学习成果,确保掌握了重要概念和技术。 通过这个教程,读者将全面了解Java并发编程的基础与进阶技巧,能有效地编写出高效、稳定的多线程程序。学习过程中应特别关注标记为“☆”的重点内容。