Java并发编程实战:高并发环境设计策略

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"Java并发程序设计教程,由温绍锦编写,涵盖了使用线程的经验、Executor服务、阻塞队列、线程协调、无锁编程、并发控制、定时器以及并发定律等内容,旨在帮助读者掌握在高并发环境下设计Java程序的技巧和最佳实践。" Java并发程序设计是开发高效应用的关键,尤其是在现代多核处理器环境中。以下是教程中的关键知识点: 1. **使用线程的经验**: - **设置名称**:给线程命名有助于在调试和监控时识别线程的功能,如示例代码所示,可以通过构造函数或`setName()`方法设置。 - **响应中断**:线程应检查并响应中断标志,通常通过`isInterrupted()`或`interrupted()`方法来实现。 - **使用ThreadLocal**:ThreadLocal为每个线程提供独立的变量副本,避免了共享状态导致的并发问题。 2. **Executor框架**: - **ExecutorService和Future**:ExecutorService是线程池的接口,管理线程执行。Future代表异步计算的结果,可以检查任务是否完成,获取结果或取消任务。 3. **阻塞队列**: - **put和take**:阻塞队列用于线程间通信,`put()`用于向队列添加元素,`take()`用于取出并移除队列头部的元素,当队列满或空时会阻塞相应操作。 - **offer和poll**:非阻塞版本的添加和移除,如果操作无法立即完成则返回失败。 - **drainTo**:将队列所有元素转移到另一个集合,清空队列。 4. **线程间的协调手段**: - **Lock**:提供了比Java内置synchronized更精细的锁控制,如可重入锁、公平锁等。 - **Condition**:允许条件等待,与Lock配合使用,可以实现更灵活的同步策略。 - **wait/notify/notifyAll**:Object类的方法,用于线程间的通信,唤醒等待的线程。 5. **Lock-free编程**: - **Atomic类**:如AtomicInteger、AtomicReference等,提供原子操作,用于实现无锁数据结构。 - **concurrentMap.putIfAbsent()**:如果键不存在,则插入键值对,原子操作。 - **CopyOnWriteArrayList**:写时复制的列表,读操作是线程安全的,适用于读多写少的情况。 6. **并发流程控制**: - **CountDownLatch**:一次性计数器,用于等待一组线程完成。 - **CyclicBarrier**(未在描述中提及):允许多个线程到达屏障点后一起继续执行。 7. **定时器**: - **ScheduledExecutorService**:提供定时和周期性任务的执行。 - **TimerWheel**(未在描述中提及):大规模定时任务管理,基于时间轮的数据结构,效率较高。 8. **并发三大定律**: - **Amdahl定律**:描述了系统并行化能提升性能的极限。 - **Gustafson定律**:提出并行计算任务的规模越大,加速比越高。 - **Sun-Ni定律**(未在描述中提及):描述了软件设计对并行性的需求和并行硬件的交互。 9. **神人和图书、相关网络资源**: - 指向作者的联系方式,博客和可能推荐的专家和书籍资源。 通过学习这些内容,并结合复习题,开发者可以深入理解Java并发编程的核心概念,从而设计出更健壮、高效的并发应用程序。