Java并发编程深度解析：从Executor到Atomic

"Java并发编程讲解，包括Executor、Queue、并发集合、同步器、定时器和锁等核心概念" 在Java并发编程中，理解并掌握各种工具和机制是至关重要的。标题提及的"Java并发讲义"涵盖了Executor框架、队列、并发集合、同步器、时间单位以及锁机制等多个关键知识点。 1. **Executor框架**： - `Executor` 是线程池的基本接口，定义了任务的执行方法。 - `ExecutorService` 扩展了Executor，提供了更丰富的管理操作，如关闭线程池、提交任务等。 - `ScheduledExecutorService` 可以安排周期性或延迟执行的任务。 - `ThreadPoolExecutor` 是最常见的线程池实现，允许自定义核心线程数、最大线程数、线程存活时间等参数。 - `ScheduledThreadPoolExecutor` 用于执行定期或延迟的调度任务。 - `AbstractExecutorService` 是ExecutorService的抽象类，提供了一些基础实现。 - `Executors` 工具类，提供创建不同类型的ExecutorService实例的静态方法。 - `Future` 和 `ScheduledFuture` 表示异步计算的结果，可以检查是否完成、获取结果或取消任务。 - `Callable` 和 `FutureTask` 用于创建可调用的异步任务。 - `CompletionService` 提供了一种获取已完成任务的机制。 2. **队列（Queues）**： - `BlockingQueue` 是一种线程安全的队列，用于线程间通信，如`ConcurrentLinkedQueue`, `LinkedBlockingQueue`, `ArrayBlockingQueue`, `SynchronousQueue` 和 `PriorityBlockingQueue`。 - `DelayQueue` 是一种延迟元素提取的阻塞队列，元素只有达到指定延迟时间后才能被取出。 3. **并发集合（Concurrent Collections）**： - `ConcurrentMap` 是线程安全的Map接口实现，如`ConcurrentHashMap` 提供高效并发的键值存储。 - `CopyOnWriteArray{List,Set}` 采用写时复制策略，保证读操作的高效性，适合于读多写少的场景。 4. **同步器（Synchronizers）**： - `CountDownLatch` 用于一次性释放多个等待线程，常用于初始化或测试场景。 - `Semaphore` 信号量，控制同时访问特定资源的线程数量。 - `Exchanger` 用于两个线程之间的数据交换。 - `CyclicBarrier` 循环栅栏，允许一组线程等待所有线程到达某个屏障点后再继续执行。 5. **时间单位（Timing）**： - `TimeUnit` 定义了不同时间单位之间的转换。 6. **锁机制（Locks）**： - `Lock` 接口提供了比`synchronized` 更精细的锁控制，如`ReentrantLock`。 - `Condition` 允许锁具有多个条件，可替代`synchronized` 关键字的wait和notify。 - `ReadWriteLock` 读写锁，允许多个读取者同时访问，但只允许一个写入者。 - `AbstractQueuedSynchronizer` (AQS) 是锁和其他同步组件的基础框架。 - `LockSupport` 提供了线程阻塞和唤醒的低级工具。 7. **原子操作（Atomics）**： - `Atomic[Type]` 系列类，如`AtomicInteger`，提供了原子操作的字段更新。 - `Atomic[Type]Array` 对数组元素进行原子操作。 - `Atomic[Type]FieldUpdater` 动态生成原子更新字段的类。 - `Atomic{Markable,Stampable}Reference` 支持附加标记或戳记的原子引用。 在处理大规模数据时，简单的遍历可能效率低下。Java并发编程引入了如Fork/Join框架，通过工作窃取算法将大任务拆分为小任务并行处理，提高计算速度。此外，了解并发编程中的内存模型，包括可见性、有序性和缓存一致性，对于编写正确且高效的并发代码至关重要。例如，`synchronized` 和 `volatile` 关键字能确保线程间变量的正确同步和可见性。理解这些概念并熟练运用，可以帮助开发者避免并发编程中的常见问题。