"本文介绍了Java高并发编程的基本概念,包括同步与异步、并发与并行、临界区、阻塞与非阻塞以及死锁、饥饿和活锁等核心概念,为深入理解Java高并发奠定了基础。" 在Java高并发编程中,了解并掌握基本概念是至关重要的,这关乎到程序的性能、稳定性和资源利用效率。首先,同步和异步是描述方法调用的方式。同步调用意味着调用者必须等待方法执行完成才返回结果,而异步调用则立即返回,任务在后台线程中继续执行,提高了程序的响应速度。 接着,并发和并行是两个容易混淆的概念。并发是指在一个时间段内,多个任务交替执行,而并行则是指在同一时刻,多个任务同时执行。在单CPU系统中,只能实现任务的并发,而在多核或多CPU系统中,可以实现任务的并行,从而充分利用硬件资源。 临界区是多线程编程中的关键概念,表示一段需要互斥访问的代码区域,确保任何时候只有一个线程执行这段代码,以避免数据竞争。临界区的管理是保证线程安全的重要手段。 阻塞和非阻塞主要涉及线程间对资源的访问。当线程因无法获取临界区资源而被挂起,即发生阻塞,这会导致上下文切换,消耗额外的系统资源。而非阻塞则允许线程在无法获取资源时返回,而不是等待,提高了系统的并发性。 死锁是多线程中的一种常见问题,指两个或更多进程互相等待对方释放资源,导致它们都无法继续执行。虽然死锁会导致系统停滞,但因为其静态特性,相对容易检测和解决。相对而言,活锁更难以处理,因为它涉及到进程的动态交互。在活锁中,进程不是被阻塞,而是不断地尝试重新执行,但由于相互谦让,导致无法取得进展。 例如,在银行转账场景中,两个账户A和B试图互相转账,但因为同步问题,可能会形成死锁,两个转账操作互相等待对方先完成。而活锁可能发生在,A账户尝试转账但发现B账户余额不足,于是暂停等待B账户充值,但B账户也在等待A账户先转账,导致双方都在等待,但都无法继续执行。 理解这些基本概念对于理解和解决Java高并发编程中的问题至关重要。在实际开发中,开发者需要运用适当的并发控制机制(如synchronized、Lock接口、信号量等)以及避免设计可能导致死锁或活锁的逻辑,以保证程序的高效、稳定运行。
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