Java并发编程：JUC包详解与实战技巧

"Java并发编程的核心在于理解和使用Java并发工具包（Java Util Concurrency, 简称JUC）。本文档主要对Java并发中的关键概念、API和问题进行了总结，适用于学习和参考。" 在Java中，JUC是Java并发编程的重要组成部分，包含了大量用于线程同步和异步处理的类和接口。它提供了比简单的synchronized关键字更高级、更灵活的并发控制机制，以提高多线程环境下的程序性能和可读性。 #### 线程与进程 - **进程**：是操作系统分配资源的基本单位，每个进程都有独立的内存空间。 - **线程**：是进程中的执行单元，同一进程内的线程共享进程的内存资源，可以实现更快的上下文切换。 #### Synchronized与Lock的区别 1. **Synchronized** 是Java语言的关键字，提供了一种内置的锁机制。而 **Lock** 是一个接口，是JUC包中的，提供了更丰富的锁操作。 2. Synchronized无法判断锁的状态，而Lock接口提供了lockIsHeldByCurrentThread()等方法来检查锁状态。 3. Synchronized在退出同步块时自动释放锁，而Lock需要通过unlock()方法手动释放，这使得Lock具有更好的可控性和灵活性。 4. Synchronized是非公平锁，而Lock通常可以通过配置选择公平或非公平策略。 #### 生产者与消费者问题 生产者-消费者问题是并发编程中的经典问题，涉及到线程间的协作。Java中可以使用BlockingQueue来解决，如ArrayBlockingQueue，它在生产者放入元素和消费者取出元素时会自动进行同步，避免了数据竞争。 #### 并发集合不安全 - **ArrayList** 和 **HashSet** 在并发环境下直接使用可能会导致`ConcurrentModificationException`。为确保线程安全，可以使用： - `Collections.synchronizedList()` 或 `Collections.synchronizedSet()` 将它们包装为线程安全的集合。 - 使用线程安全的集合类，如 `CopyOnWriteArrayList` 和 `CopyOnWriteArraySet`，它们在修改时创建副本，避免并发修改问题。 - 对于 **Map**，可以使用 `Collections.synchronizedMap()` 包装普通HashMap，或直接使用线程安全的 `ConcurrentHashMap`。 #### Callable与Runnable - **Runnable** 接口没有返回值且不抛出受检异常，适合只需要执行任务但不需要返回结果或处理异常的场景。 - **Callable** 接口则支持有返回值并能抛出异常，更适合需要从任务中获取结果或处理异常的场合。`FutureTask` 是将Callable适配为Runnable的工具类，可用于Executor框架。 以上内容是Java并发编程JUC的基础知识概览，涵盖了线程、锁、并发集合以及Callable接口等方面。深入学习和理解这些概念及工具，对于编写高效、安全的多线程Java应用程序至关重要。