Java线程机制与并发编程详解(第一部分)

本课程专注于Java线程和容器的专题学习，分为两部分，旨在深入理解Java线程的相关概念和技术。首先，课程介绍了并发编程的基础知识，包括Java的基本线程机制，如何使用`java.util.concurrent`包来处理并发任务，如任务的执行和返回值处理、休眠、优先级设定、后台线程等。这部分强调了在单处理器机器上，如果没有任务会阻塞，多线程的意义主要在于提高CPU利用率，而非纯粹的并行计算。 Java的线程机制采用抢占式调度，即调试机制通过周期性地中断正在运行的线程，将上下文切换到其他线程，确保每个线程都有公平的时间片分配，以便高效地执行任务。静态变量在多线程中的使用较为常见，它们提供了数据共享功能，尤其是在不涉及实例化的情况下。 课程还讨论了线程安全的问题，如`Random`类的线程安全性，以及如何避免数据竞争，例如通过显示的Lock对象实现同步，原子性和易变性的概念，以及原子类和临界区的使用。此外，`ThreadLocal`和`volatile`关键字在防止变量共享中的作用被详细讲解，以及如何终止线程和处理中断。 协作机制部分，包括`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法的应用，生产者消费者模型的实现，以及使用管道进行线程间通信。课程还涵盖了Java 5引入的新并发工具，如`CountDownLatch`、`CyclicBarrier`、`DelayQueue`等，这些工具有助于更精细地控制线程执行和同步。 性能优化方面，课程比较了`synchronized`、`lock`和`atomic`操作，讨论了非阻塞容器（如`ConcurrentHashMap`）的优势以及乐观锁的概念。最后，课程通过模拟银行、饭店和工作分发场景，展示了并发编程在实际应用中的效果，并探讨了如何进行性能调优。 这门Java线程和容器专题课程不仅理论性强，而且结合了丰富的实践案例，帮助学习者掌握并发编程的关键技术，提升Java多线程编程的能力。