java并发程序设计教程

### Java并发程序设计教程知识点概览 #### 一、使用线程的经验 1. **设置线程名称**： - **重要性**：为每个线程设置一个有意义的名字对于调试和监控至关重要。当出现问题时，可以通过线程名称快速定位到问题发生的上下文。 - **实现方法**： - 直接在构造函数中设置名称：`Thread thread = new Thread("threadname") { ... };` - 使用`setName`方法设置名称：`Thread thread = new Thread() { ... }; thread.setName("threadname");` - 在继承`Thread`类时设置名称：`public class MyThread extends Thread { public MyThread() { super("threadname"); } ... }` 2. **响应中断**： - **中断机制**：线程可以被其他线程中断，中断用于请求提前终止线程的执行。 - **处理方法**： - 检查中断状态并退出循环：`if (Thread.interrupted()) { break; }` - 使用`InterruptedException`捕获中断：`catch (InterruptedException e) { break; }` - 抛出`InterruptedException`以响应中断：`if (Thread.interrupted()) { throw new InterruptedException(); }` 3. **使用ThreadLocal**： - **定义**：`ThreadLocal`用于在线程之间隔离变量，确保每个线程都有自己的变量副本。 - **常见方法**： - `initialValue()`：返回线程的初始值。 - `get()`：获取当前线程的变量副本。 - `set(T value)`：设置当前线程的变量副本。 - `remove()`：移除当前线程的变量副本。 - **应用场景**： - 保持线程状态（如用户ID、事务ID等）。 - 缓存频繁使用的对象。 - **注意事项**： - 建议将`ThreadLocal`声明为静态变量，以避免内存泄漏。 - 使用后应调用`remove()`来释放资源。 #### 二、Executor框架 1. **ExecutorService**： - **概述**：`ExecutorService`是Java并发框架中的核心接口之一，提供了高级的线程池管理功能。 - **主要方法**： - `submit(Callable<T> task)`：提交一个可返回结果的任务。 - `submit(Runnable task, V result)`：提交一个可返回指定结果的任务。 - `submit(Runnable task)`：提交一个无返回结果的任务。 - `invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)`：提交多个Callable任务，并等待所有任务完成。 - `invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)`：提交多个Callable任务，并返回第一个完成的任务的结果。 - **关闭线程池**： - `shutdown()`：不再接受新的任务但未执行完的任务将继续执行直到完成。 - `shutdownNow()`：尝试停止正在执行的任务，并返回尚未执行的任务列表。 #### 三、阻塞队列 1. **阻塞队列操作**： - `put(E item)`：向队列插入元素，只有在队列满时才阻塞。 - `take()`：从队列删除并返回一个元素，只有在队列为空时才阻塞。 - `offer(E item)`：向队列插入元素，如果队列满则立即返回。 - `poll()`：从队列删除并返回一个元素，如果队列为空则立即返回。 - `drainTo(Collection<? super E> c)`：将队列中的所有元素转移到另一个集合中。 #### 四、线程间通信 1. **锁和条件变量**： - **lock**：显式锁，通过`Lock`接口实现。 - **condition**：与`lock`配合使用，支持更细粒度的线程同步。 - **wait/notify/notifyAll**：传统同步机制，基于`Object`类。 #### 五、无锁编程 1. **Atomic类**： - 提供原子操作的支持，如`AtomicInteger`。 2. **ConcurrentMap**： - 提供线程安全的Map实现，如`ConcurrentHashMap`。 3. **CopyOnWriteArrayList**： - 读取时不会阻塞写入，写入时会复制整个数组。 #### 六、并发控制工具 1. **CountDownLatch**： - 计数器倒数闩锁，允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。 2. **CyclicBarrier**： - 循环屏障，使一组线程互相等待直到到达某个公共屏障点。 #### 七、定时器 1. **ScheduledExecutorService**： - 提供了调度任务的功能。 2. **TimerWheel**： - 一种高效的定时器实现，特别适合大规模定时任务。 #### 八、并发理论 1. **Amdahl定律**： - 描述了并行系统的性能提升上限。 2. **Gustafson定律**： - 描述了随着处理器数量增加而增加的工作量。 3. **Sun-Ni定律**： - 评估了并行计算的效率。 #### 九、业界发展趋势 1. **GPGPU**： - 通用图形处理器，用于加速计算密集型任务。 2. **OpenCL**： - 跨平台的并行计算API。 以上知识点涵盖了Java并发程序设计的核心内容和技术细节，是理解和掌握Java多线程编程的基础。