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Java并发编程
阅读量:377 次
发布时间:2019-03-05

本文共 1390 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

Java并发编程总结

Java作为一款广泛使用的编程语言,其并发编程模型与C++有着相似之处,但又有着独特的套路。掌握Java的并发编程逻辑对于任何开发者来说都是至关重要的。

并发编程的基础

在Java中,线程并发问题通常表现为以下三种:结果不一致、初始化顺序问题以及活跃性问题(活锁和死锁)。解决这些问题的关键在于合理使用锁机制和其他并发工具。

Lock机制

Java中的锁机制确保了在并发环境下对共享资源的访问互斥性。最常用的锁实现是ReentrantLock,它支持多级重入,适合处理资源竞争问题。对于简单的互斥需求,synchronized关键字提供了一种简便的方式,通过隐含的monitor实现锁机制。

线程池的优势

Java的线程池机制非常高效,避免了传统的线程池手工实现的复杂性。ExecutorService接口及其实现类ThreadPoolExecutor提供了灵活的任务执行方式。默认的线程池通过Executors.newFixedThreadPool方法创建,适用于需要固定线程数量的场景。

线程池的实现原理

ThreadPoolExecutor的核心参数包括核心线程池大小、最大线程池大小、线程保持活跃的时间、时间单位、任务队列和拒绝策略。任务提交到线程池后,会被执行或拒绝,具体取决于线程池的状态和拒绝策略。

拒绝策略

线程池提供了四种拒绝策略:

  • AbortPolicy:直接抛出RejectedExecutionException,通知开发者任务被拒绝。
  • DiscardPolicy:默默丢弃任务,不通知提交线程。
  • DiscardOldestPolicy:丢弃队列中存活时间最长的任务。
  • CallerRunsPolicy:将任务提交线程执行,避免任务丢失。
  • 锁的实现

    Java的锁机制通过Lock接口和其实现类(如ReentrantLock)实现。ReentrantLock支持可重入锁,适用于资源多次被同一线程请求的情况。

    公平锁与非公平锁

    Java的默认锁是非公平锁,线程获取锁的顺序由 JVM决定。非公平锁的优势在于减少线程等待时间,但可能导致饥饿现象。公平锁则确保线程等待的先到先得,但实现复杂度较高。

    读写锁

    读写锁是一种优化锁机制,允许多个读线程同时访问共享资源,但一旦有写线程进入,所有读线程都会被阻塞。写线程在完成后会释放锁,允许其他线程继续操作。

    自旋锁

    自旋锁是一种无需阻塞的锁机制,允许线程在没有获取锁的情况下继续循环尝试。适用于临界区操作时间较短的场景。

    public final long getAndAddLong(Object var1, long var2, long var4) {    long var6;    do {        var6 = this.getLongVolatile(var1, var2);    } while (!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var6, var6 + var4));    return var6;}

    上述代码展示了自旋锁的实现原理,通过多次尝试获取锁,减少线程切换带来的开销。

    总结

    Java的并发编程模型通过锁机制和线程池实现高效的资源管理。在实际开发中,合理选择锁类型和线程池配置,能够有效应对并发编程中的各种挑战。

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