在Java并发编程中,数据的封装与访问控制、线程安全性的考量、同步机制的使用是重要的基础概念和技巧。以下是从给出的文件内容中提取出的详细知识点:
1. 数据封装与访问控制:确保内部私有数据不被轻易访问,并且控制可以访问的数据粒度是多线程编程中的关键。例如,Map的状态包括它的数组、size、length和Entry对象内部数据,这些都需要合理设计来保证线程安全。
2. 编写线程安全代码的核心:主要在于处理共享和可变数据,需要考虑一个类是否会被多个线程访问,以及如何保证类的线程安全性。
3. 不可变共享值与多线程:不可变的共享值通常不会引发并发问题,但如果一个不可变对象的内部状态是可变的,或者依赖外部可变对象,同样需要进行适当的同步。
4. 多线程访问可变变量:如果没有适当的同步控制,将会导致并发问题。同步可以通过以下三种方式实现:使变量不被共享(线程私有)、使变量不可变、或者在访问变量时使用同步。
5. 正确性和线程安全性:编写并发应用程序的步骤包括保证程序正确性和性能测试,如果需要,再对程序进行优化。无状态的类天生就是线程安全的。
6. 竞态条件和原子操作:竞态条件是由于线程执行顺序的不确定性导致程序出现错误的一种情况。原子操作指的是操作要么完全执行,要么完全不执行,不存在执行到一半的情况。
7. Java内置锁和锁的粒度:Java中的`synchronized`关键字用于实现内置锁,它保证了线程对共享资源的互斥访问。关于锁的粒度,需要根据实际情况来决定是使用细粒度还是粗粒度的锁。使用同步时,需要考虑代码同步块的合理大小和性能影响。
8. 复合操作和延迟初始化的线程安全性:对于涉及多个可变字段的复合操作,需要以原子方式进行更新以保证线程安全。延迟初始化涉及的线程安全问题,可以使用双重检查锁定模式来解决。
9. Java内置锁的重入性:内置锁是可重入的,允许同一个线程在拥有锁的情况下再次获得该锁,这避免了线程因再次请求自己已持有的锁而出现死锁的情况。
10. 锁的粒度控制与性能权衡:过于粗粒度的锁会降低并发性,而过细粒度的锁又可能增加系统复杂性。在实践中,需要根据实际应用场景合理选择同步策略。
11. 无状态类的线程安全性:不包含任何字段、不引用其他类字段的值、计算结果只存在于自己的线程栈中的类是无状态的,这种类在多线程环境下自然就是线程安全的。
以上知识点是从提供的文件内容中提取出的,旨在帮助理解Java并发编程的基础概念和技术实践。掌握这些概念对于开发高效且可靠的并发程序至关重要。