Java并发编程：Atomic与Collections深度解析

"并发编程atomic&collections-课上笔记1" 在并发编程中，为了提高效率并避免过度依赖锁，Java提供了java.util.concurrent.atomic包，它包含了一系列原子操作类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类支持高效、无锁的并发操作，主要依赖于CAS（Compare And Swap）算法。 AtomicInteger是针对int类型的一种原子性操作类，提供了诸如incrementAndGet()、decrementAndGet()和addAndGet()等方法，确保在多线程环境下，这些操作能够原子化地完成，避免数据竞争导致的不一致。例如，我们可以用AtomicInteger来实现并发计数或者生成唯一的订单号。 CAS算法是Atomic类实现无锁操作的基础。它的工作原理如下： 1. CAS包含三个操作数：内存位置V，预期值A，以及新值B。 2. 当内存位置V的值等于预期值A时，将V的值更新为B。 3. 如果V的值已经不等于A，说明在比较过程中有其他线程改变了V的值，因此CAS操作失败，不会更新V。 CAS操作在Java中通过Unsafe类实现，这个类提供了直接操作内存的能力，大部分方法都是native的，意味着它们是用C或C++实现的，直接调用了底层硬件的指令。 在并发集合方面，我们提到了几个关键的类： - ConcurrenthHashMap：是Java并发编程中用于存储键值对的高效数据结构，它使用分段锁技术，在保证线程安全的同时，提供了比Hashtable更高的并发性能。 - HashMap：非线程安全的哈希表，适用于单线程环境或在外部同步控制的多线程环境。 - HashTable：线程安全的哈希表，每个方法都进行了同步，但其性能通常不如ConcurrenthHashMap。 - CopyOnWriteArrayList：这是一个线程安全的列表，它通过复制原列表并在新列表上进行修改来保证并发安全性，适合于读多写少的场景。 在处理并发集合时，CopyOnWriteArrayList是个不错的选择，因为它避免了在修改列表时阻塞读取操作，但要注意的是，频繁的写操作会导致大量内存复制，可能会降低整体性能。 这些并发工具类和算法是Java并发编程的重要组成部分，它们允许开发者在不使用锁的情况下实现线程安全的代码，从而提高程序的并发性和性能。理解和掌握这些概念对于编写高效、可扩展的多线程应用程序至关重要。