Java并发编程：线程池、ThreadLocal、锁机制与原子操作

"该文档是关于Java并发编程的学习笔记，涵盖了线程池、ThreadLocal、锁机制、原子类以及CAS的相关知识。" 一·线程池 线程池是Java并发编程中常用的一种优化手段，通过复用已存在的线程来减少创建和销毁线程的开销。使用线程池可以更好地控制系统的资源，提高系统性能，并且提供了处理拒绝任务的策略。JDK内置了四种线程池： 1. FixedThreadPool：固定大小的线程池，核心线程数等于最大线程数，使用无界链表阻塞队列，可能导致内存溢出（OOM）。 2. CachedThreadPool：可缓存线程池，核心线程数为0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE，使用直接交接队列，线程执行完后存活60秒后会被回收。 3. ScheduledThreadPool：支持定时及周期性任务的线程池，适用于计划任务的执行。 4. 比较：不同线程池适用于不同的场景，如FixedThreadPool适合任务量稳定的场景，而CachedThreadPool适合短生命周期的任务。 二·ThreadLocal ThreadLocal是每个线程独享变量的工具类，常用于避免在多线程环境下传递全局变量。使用ThreadLocal可以简化代码，但需要注意内存泄漏问题，当不再使用ThreadLocal时，应将其设置为null以释放引用。 三·锁 Java提供了多种锁机制，包括Lock接口和synchronized关键字。Lock提供了更细粒度的控制，可以显式地获取和释放锁。锁的分类包括： 1. 乐观锁与悲观锁：乐观锁假设很少发生冲突，通常不加锁；悲观锁则假设冲突频繁，采用加锁机制。 2. 可重入锁：允许一个线程多次获取同一锁，如synchronized。 3. 公平锁与非公平锁：公平锁保证按照请求顺序获取锁，而非公平锁则可能让某些线程提前获取锁。 4. 共享锁和排它锁：读写锁中的读锁是共享的，允许多个读取操作同时进行；写锁是排它的，只有一个写操作能执行。 四·atomic Java的原子类如AtomicInteger、AtomicLong等提供了一种高效、线程安全的数值操作方式，它们使用CAS（Compare and Swap）技术实现。原子类可以避免使用synchronized进行同步，降低锁的使用开销。AtomicLong与LongAdder、LongAccumulator等累加器类在高并发下表现更优。 五·CAS CAS是一种无锁算法，通过比较并交换值来实现原子操作。它避免了锁带来的开销，但在高竞争环境下可能导致自旋浪费CPU资源。Java通过AtomicStampedReference解决ABA问题，引入时间戳来确保更新的原子性。 总结，Java并发编程涉及面广，从线程池的管理到线程局部变量的使用，再到各种锁机制和原子类的运用，都是为了在多线程环境中保证数据的一致性和程序的高效运行。理解并熟练掌握这些概念和技术，对于提升Java并发编程能力至关重要。