Java并发编程：JDK并发包深度解析

"java 并发包 pdf" Java并发包，全称为`java.util.concurrent`，是Java 5.0及更高版本中引入的一个重要工具包，旨在为多线程并发编程提供更高效、更灵活的解决方案。这个包包含了丰富的类和接口，能够充分利用多处理器和多核系统的并行计算能力，帮助开发者编写大规模并发应用程序。 ### 3.1 java.util.concurrent概述 `java.util.concurrent`包提供了一系列高级并发工具，包括原子量、并发集合、同步器、可重入锁以及线程池等。这些工具旨在解决传统同步机制如`synchronized`关键字的局限性，提高并发性能和可维护性。 ### 3.2 原子量 原子量是一组支持对单一变量进行原子操作的类，如`AtomicInteger`, `AtomicLong`等。它们提供了`get`、`set`以及一系列的更新操作，其操作保证了在多线程环境中的可见性和无锁性，类似于volatile变量的读写，但能避免数据竞争问题。 ### 3.3 并发集合 并发集合是对Java集合框架的扩展，为多线程环境提供了线程安全的数据结构。其中： - **队列Queue与BlockingQueue**：`BlockingQueue`是一个在多线程间实现生产者消费者模型的关键组件，例如`ArrayBlockingQueue`和`LinkedBlockingQueue`。 - **ConcurrentMap**：如`ConcurrentHashMap`，它提供了线程安全的哈希映射，允许并发的读写操作，提高了并发性能。 - **CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet**：这两个类使用写时复制策略，保证在迭代时不会抛出`ConcurrentModificationException`，适用于迭代操作远多于修改操作的场景。 ### 3.4 同步器 同步器是一类帮助线程间协作的工具，包括： - **Semaphore**：信号量，用于控制同时访问特定资源的线程数量。 - **Barrier**：屏障，如`CyclicBarrier`，使一组线程等待直到所有线程到达屏障点后一起继续。 - **CountDownLatch**：计数器门锁，用于一次性释放多个等待线程。 - **Exchanger**：交换器，用于两个线程之间交换数据。 - **Future和FutureTask**：`Future`表示异步计算的结果，`FutureTask`是实现了`Runnable`接口的`Future`，可以将任务提交到`Executor`执行并获取结果。 ### 3.5 显示锁 显示锁提供了更细粒度的锁控制，包括： - **ReentrantLock**：可重入锁，具备与`synchronized`相似的功能，但更灵活，如可尝试获取锁、公平锁非公平锁选择等。 - **ReadWriteLock**：读写锁，允许多个读线程同时访问，但写操作互斥，提高并发效率。 ### 3.6 Fork-Join框架 Fork-Join框架是一种并行计算模型，基于分治策略，如`RecursiveTask`和`RecursiveAction`。它使用`ForkJoinPool`来执行任务，并且可以利用`ParallelArray`进行数组的并行处理。 `java.util.concurrent`包通过提供这些强大的并发工具，极大地简化了并发编程的复杂性，提升了多线程应用的性能和可扩展性。理解和掌握这个包中的工具对于编写高效、健壮的并发程序至关重要。