Java并发编程基础:核心概念与工具
"Java并发编程基础" 在Java编程中,多线程与并发处理是开发者面临的挑战之一。并发引入的复杂性可能导致各种问题,如死锁、资源竞争等。本书《Java并发编程基础》深入探讨了这些关键概念,旨在帮助开发者理解和解决这些问题。 **1. 基本线程与并发** 1.1 **基本线程知识**:线程是程序执行的最小单元,Java中的每个线程都有自己的程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈,而共享堆内存。 1.2 **创建与启动线程**:可以通过实现Runnable接口或继承Thread类来创建线程,然后调用start()方法启动。 1.3 **睡眠与中断**:Thread.sleep()用于暂停当前线程的执行,Thread.interrupt()用于中断线程,但不一定立即停止,需要配合isInterrupted()或interrupted()检查中断状态。 1.4 **线程合并(Join)**:join()方法使一个线程等待另一个线程完成,确保线程间的正确执行顺序。 1.5 **同步机制**:synchronized关键字用于保证同一时刻只有一个线程访问共享资源,防止数据不一致。 1.6 **原子访问**:Java提供了Atomic类,如AtomicInteger,支持原子性的读/写操作,避免了线程安全问题。 **2. 并发基础:死锁与对象监视器** 2.1 **活性**:线程的活性包括不死锁和不饥饿,死锁是多个线程相互等待对方释放资源而造成的僵局。 2.1.1 **死锁**:当两个或更多线程互相持有对方需要的资源,无法继续执行,形成了循环等待。 2.1.2 **饥饿**:如果线程长时间无法获取到资源,可能会导致饿死。 2.2 **对象监视器**:wait()和notify()方法用于线程间通信,它们作用于对象的监视器,必须在同步块或方法中使用。 2.2.1 **嵌套同步块与wait/notify**:在嵌套同步块中使用wait()和notify()需要注意避免死锁。 2.2.2 **同步块中的条件**:通过Condition接口可以在特定条件下唤醒等待的线程。 2.3 **设计并发程序** 2.3.1 **不可变对象**:不可变对象由于其状态一旦创建就不会改变,因此是线程安全的。 2.3.2 **API设计**:设计API时要考虑多线程环境下的安全性,避免并发修改问题。 2.3.3 **线程局部存储**:ThreadLocal提供线程私有的变量副本,避免了线程间的数据冲突。 **3. java.util.concurrent包** 3.1 **简介**:此包提供了高级并发工具,简化多线程编程。 3.2 **并发工具类** 3.2.1 **Executor**:执行器框架,用于管理线程池,调度任务执行。 3.2.2 **ExecutorService**:Executor的子接口,提供更多管理和控制线程池的方法。 3.2.3 **并发集合**:如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等,提供了线程安全的集合操作。 3.2.4 **原子变量**:AtomicInteger、AtomicReference等类,支持线程安全的原子操作。 3.2.5 **信号量(Semaphore)**:用于限制同时访问特定资源的线程数量。 3.2.6 **倒计时门(CountDownLatch)**:让一组线程等待其他线程完成操作后再继续执行。 3.2.7 **循环栅栏(CyclicBarrier)**:允许多个线程等待到达一个共同点后一起继续执行。 3.3 **源码下载**:提供了书中示例代码供读者实践和学习。 通过学习本书,开发者将能够熟练掌握Java并发编程的基本概念和高级特性,编写出高效、稳定的多线程程序。
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