Java并发编程教程:从基础到高级
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更新于2024-07-23
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"这是一个Java开发程序设计教程,涵盖了Java并发编程的多个重要主题,包括线程管理、并发容器、同步机制以及并发控制等。教程由温绍锦编写,旨在帮助开发者快速提升Java编程效率。"
在Java开发中,理解和掌握并发程序设计是至关重要的,因为多线程可以极大地提高应用程序的性能。本教程详细介绍了以下几个关键知识点:
1. **使用线程的经验**:设置线程名称有助于在调试和监控时识别线程。响应中断是确保线程安全终止的重要手段。ThreadLocal则提供线程局部变量,每个线程拥有独立的副本,避免了共享数据的同步问题。
2. **Executor框架**:ExecutorService和Future是Java并发编程的核心组件,它们允许我们管理和控制线程池,以及异步获取任务结果。
3. **阻塞队列**:如ArrayBlockingQueue或LinkedBlockingQueue,提供了put和take操作来实现生产者-消费者模式。offer和poll则提供了非阻塞的插入和移除,而drainTo方法可以清空队列中的所有元素。
4. **线程间的协调手段**:Lock接口提供了比synchronized更细粒度的锁控制,Condition用于条件等待。wait、notify和notifyAll是Object类的方法,用于线程间通信,但它们必须在同步块中使用,以避免死锁。
5. **无锁编程**:Atomic类如AtomicInteger提供了原子操作,保证在并发环境下的数据一致性。concurrent包中的ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList也是高效并发容器的实例。
6. **锁的使用经验**:正确地使用显式锁(如ReentrantLock)和隐式锁(synchronized),理解锁的粒度和范围,可以避免死锁和活锁。
7. **并发流程控制**:CountDownLatch和CyclicBarrier是协调多线程执行的工具,CountDownLatch用于等待其他线程完成,而CyclicBarrier则允许一组线程等待所有线程到达屏障点。
8. **定时器**:ScheduledExecutorService提供定时任务的调度,而Timer和TimerTask则适用于简单定时任务,但它们在多线程环境下可能存在一些限制。
9. **并发三大定律**:Amdahl定律探讨了并行化对系统性能的影响,Gustafson定律强调在大数据量下并行计算的优势,Sun-Ni定律则提出了并发性能优化的指导原则。
10. **相关书籍和作者**:可能涉及一些经典的并发编程图书,如《Java并发编程实战》等。
11. **业界发展情况**:如GPGPU和OpenCL等技术,展示了并行计算在硬件层面的发展,扩展了Java并发应用的可能性。
12. **复习题**:学习过程中,重点复习带红星标记的内容,并通过解答复习题来检验和巩固所学知识。
启动线程时,给线程命名是良好的编程习惯,可以帮助在日志和监控中快速定位问题。可以通过构造函数、setName方法或继承Thread类来设定线程名称。例如,使用匿名内部类、自定义Thread子类等方式创建线程,并在启动前设置其名称。
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xiaohui8855
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