多线程编程的核心思想.doc

多线程编程的核心思想 多线程编程的核心思想是指在多线程环境下如何实现线程安全、提高程序效率和可读性。本文将从 Lock 和 Condition 接口开始，讲解多线程编程的核心思想。 一、Lock 接口 Lock 接口是 Java 并发包中的一个核心接口，提供了同步机制，用于多线程环境下的线程安全。Lock 接口中的方法有 lock()、lockInterruptibly()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和 unlock()。 * lock()：获取锁，拿不到锁会阻塞，等待其他线程释放锁，获取到锁后返回。 * lockInterruptibly()：同上，但是等待过程中会响应中断。 * tryLock()：尝试获取锁，但是不会阻塞，如果能获取到会返回 true，不能返回 false。 * tryLock(long time, TimeUnit unit)：尝试获取锁，但是可以限定超时时间，如果超出时间还没拿到锁返回 false，否则返回 true，可以响应中断。 * unlock()：释放锁。 二、Condition 接口 Condition 接口是 Lock 接口的补充，用于实现等待/通知机制。Condition 接口中的方法有 await()、awaitUntil(Date deadline)、awaitNanos(long nanosTimeout)、signal()和 signalAll()。 * await()：使当前线程等待，直到其他线程调用 signal() 或 signalAll() 方法。 * awaitUntil(Date deadline)：使当前线程等待，直到指定的 deadline 时间。 * awaitNanos(long nanosTimeout)：使当前线程等待，直到指定的纳秒时间。 * signal()：唤醒一个在等待的线程。 * signalAll()：唤醒所有在等待的线程。 三、可重入锁 可重入锁是指一个线程可以多次获取同一个锁，而不需要释放锁。Java 中的 ReentrantLock 类是一个可重入锁的实现。 四、公平锁和非公平锁 公平锁是指锁的获取顺序是按照线程的等待顺序，非公平锁是指锁的获取顺序是随机的。Java 中的 ReentrantLock 类可以设置为公平锁或非公平锁。 五、读写锁 读写锁是指一个锁可以被多个线程同时读取，但是只能被一个线程写入。Java 中的 ReentrantReadWriteLock 类是一个读写锁的实现。 六、锁降级和锁升级 锁降级是指将一个写锁降级为读锁，锁升级是指将一个读锁升级为写锁。Java 中的 ReentrantReadWriteLock 类支持锁降级和锁升级。 七、AQS 底层实现 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是 Java 中的同步器框架，提供了一个队列来存储等待的线程。AQS 底层实现了 Lock 接口和 Condition 接口。 八、Condition 实现原理 Condition 接口的实现原理是通过 AQS 的队列来实现的。AQS 将等待的线程存储在队列中，并在适当的时候唤醒线程。 九、自行实现锁类 自行实现锁类可以使用 AQS 来实现。AQS 提供了一个队列来存储等待的线程，并提供了锁的获取和释放机制。 十、原子类 原子类是指使用了 volatile 关键字的类变量，用于实现线程安全。Java 中的 AtomicInteger 类是一个原子类的实现。 十一、ABA 问题及解决方案 ABA 问题是指在多线程环境下，一个线程在读取变量时，另外一个线程修改了变量的值。解决方案是使用 volatile 关键字或 Lock 接口。 十二、并发容器 并发容器是指可以在多线程环境下安全使用的容器。Java 中的 ConcurrentHashMap 类是一个并发容器的实现。 十三、阻塞队列 阻塞队列是指一个队列，在队列为空时，消费者线程会被阻塞，直到队列中有元素可用。Java 中的 BlockingQueue 接口是一个阻塞队列的实现。 多线程编程的核心思想是通过 Lock 和 Condition 接口来实现线程安全和同步机制，并使用 AQS 底层实现来实现锁和 Condition 接口。