Java并发编程深度解析：线程池与锁机制

"Java 并发编程硬核资料涵盖了多线程基础、线程池相关、LOCK锁以及Java内存模型等多个关键知识点，旨在帮助开发者深入理解和解决并发问题。" 在Java并发编程中，了解并掌握这些内容至关重要： 一、多线程基础 1. 创建线程主要有三种方式：继承Thread类、实现Runnable接口以及使用ExecutorService和Callable接口。 2. Future接口主要用来获取异步计算的结果，可以检查任务是否完成，取消任务，或者获取结果。 3. 正确停止线程通常通过设置共享变量或使用中断标志来实现，如使用`interrupt()`方法。 4. 线程状态包括新建、就绪、运行、阻塞和终止，状态间的切换由程序控制或系统调度决定。 5. 使用wait/notify/notifyAll时需注意要在同步块或方法中调用，避免死锁，且唤醒后需判断条件再进行操作。 6. CPU调度时机通常是优先级、时间片等，调度原则包括公平性、响应时间等，调度算法如轮转、优先级调度等。 7. 实现生产者消费者模式有多种方法，如使用BlockingQueue、Synchronized、信号量等。 8. Condition是ReentrantLock的一部分，它提供了更细粒度的同步控制，与object.wait()和notify()类似但更灵活。 二、线程池相关 1. 使用线程池可以有效控制并发数，减少线程创建销毁的开销，提高响应速度和系统效率。 2. 常见的线程池如ThreadPoolExecutor，阻塞队列如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等。 3. 自动创建线程池可能导致资源浪费和管理困难，应根据具体需求手动配置。 4. 合适的线程数量通常基于CPU核心数、任务类型和系统负载等因素确定，一般推荐略高于CPU核心数。 5. 定制线程池需考虑核心线程数、最大线程数、拒绝策略、工作队列类型等参数。 6. 关闭线程池，`shutdown()`会等待所有任务执行完，`shutdownNow()`尝试停止正在执行的任务。 7. 线程池通过保持存活的线程来实现线程复用，减少频繁创建销毁的性能损耗。 三、LOCK锁相关 1. Lock接口提供的常用方法如lock()、unlock()、tryLock()，用于控制并发访问，提供比synchronized更细粒度的控制。 2. ReadWriteLock遵循读多写少的原则，多个读线程可以同时访问，写线程独占资源。 3. CopyOnWriteArrayList在写操作时复制原有数组，保证读操作的高效并发，但不适合写操作频繁的情况。 4. 阻塞队列是线程安全的数据结构，常用方法如put()、take()、offer()等，用于线程间的通信和同步。 5. 选择阻塞队列需考虑并发需求、吞吐量、延迟等因素，如ArrayBlockingQueue适合固定大小、高并发，LinkedBlockingQueue适合动态大小、低并发。 四、Java内存模型 1. Java内存模型（JMM）规定了线程之间共享变量的访问规则，保证多线程环境下的可见性和一致性。 2. 指令重排序是为了优化性能，允许编译器和处理器改变指令执行顺序，但必须保证单线程内行为一致。 3. happens-before规则是JMM中的一个概念，用于描述两个操作之间的顺序关系，确保数据同步和可见性。 通过学习这些知识，开发者能更好地理解和解决并发编程中遇到的问题，设计出高效、稳定的并发程序，应对高并发场景，预防潜在的安全隐患。同时，了解并发工具类如synchronized、Lock、ConcurrentHashMap等的原理，有助于编写出更加健壮的代码。