Java并发编程新特性学习笔记详解

资源摘要信息:"Java并发学习笔记" 知识点详细说明： 一、Java并发编程概述 Java并发编程是针对多线程程序设计的一种编程方式，主要用于提高应用程序的执行效率和响应速度。自Java5版本以来，Java并发包（java.util.concurrent）提供了一系列新的并发工具和类，以简化并发编程的复杂性。本学习笔记将重点关注Java5以后的多线程开发新变化。 二、多线程开发中集合类的使用 在多线程环境中，对集合的操作需要特别小心，以避免线程安全问题。Java提供了以下三种方法来安全地在多线程中使用集合类： 1. 使用同步集合类：java.util.Collections工具类提供了一个静态方法，可以将普通集合包装成线程安全的集合。例如，Collections.synchronizedList(), Collections.synchronizedSet()等。 2. 使用并发集合类：java.util.concurrent包提供了多种线程安全的集合实现，如ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList, CopyOnWriteArraySet等。这些集合类通常采用更细粒度的锁或无锁设计，提高了并发性能。 3. 使用隔离集合类：隔离集合类是为了解决并发环境中集合更新和遍历的冲突问题而设计的。例如，使用ConcurrentSkipListSet或ConcurrentSkipListMap，通过跳跃表结构确保并发操作的效率。 三、线程池概念及其应用 线程池是一种利用资源复用和控制资源消耗的技术，通过维护一定数量的工作线程来执行任务。线程池的主要优点是减少在创建和销毁线程上所花的时间和资源消耗，同时提高资源利用率，因为它可以限制系统中执行任务的数量。 线程池的主要组成部分包括： 1. 线程池工厂：通过Executors类提供工厂方法，可以快速创建不同配置的线程池。 2. 线程池接口：java.util.concurrent.ExecutorService接口定义了执行提交任务的方法，以及管理线程池生命周期的方法。 3. 任务执行机制：任务通常被提交到线程池中执行，任务可以是实现了Runnable接口的普通任务，也可以是实现了Callable接口的有返回值的任务。 四、任务异步返回结果和取消关闭 Java5之前，Thread类的run()方法不支持返回值，因此无法直接获取线程执行的结果。从Java5开始，引入了Callable接口和Future接口，使得任务可以具有返回值，并且能够异步获取执行结果。 1. Callable接口：与Runnable类似，但可以返回一个结果，并且可以抛出异常。 2. Future接口：代表异步计算的结果。通过get()方法可以获取Callable任务的执行结果，这个方法会阻塞直到结果计算完成。 3. 取消机制：通过Future接口的cancel()方法可以停止正在执行的任务。 五、显式锁Lock 显式锁是java.util.concurrent.locks包中的核心类，提供了比synchronized关键字更灵活的锁机制。 1. Lock接口：提供了锁的基本操作，包括lock(), unlock()等方法。 2. ReentrantLock类：实现了Lock接口，是一个可重入的互斥锁。 3. 读写锁：ReadWriteLock接口定义了两个锁，一个用于读操作，一个用于写操作，适合于读多写少的场景。 4. 定时锁：Lock接口中的tryLock(long timeout, TimeUnit unit)方法允许线程尝试获取锁直到指定的超时时间结束。 本文笔记虽然不详细讨论java5之前的多线程开发内容，但是指出了java5及之后版本在并发编程方面的进步和新工具，涉及的集合类、线程池、任务异步返回结果、显式锁等知识点，是学习和实践Java并发编程不可或缺的部分。对于进一步的学习，可参考提供的相关资料，以深入理解每个方面的细节和应用。