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。
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