Java并发编程学习笔记.

Java并发编程是Java开发中的重要领域，它涉及到多线程、同步、锁机制、线程池等关键概念，是提高程序性能和效率的关键技术。在Java中，并发编程的运用可以充分利用多核处理器的能力，实现高效的多任务处理。以下是对Java并发编程的一些核心知识点的详细解释： 1. **线程**：线程是程序执行的基本单位，每个线程都有自己的程序计数器、局部变量和堆栈。Java通过`Thread`类来创建和管理线程，或者使用`Runnable`接口来实现线程的逻辑。 2. **并发基础**：Java并发编程的基础包括`Thread.start()`启动线程，`Thread.join()`等待线程结束，以及`Thread.sleep()`让当前线程暂停一段时间。 3. **同步机制**：Java提供了多种同步机制，如`synchronized`关键字、`volatile`关键字、`Lock`接口（包括`ReentrantLock`可重入锁）和`java.util.concurrent`包下的工具类。这些机制用于解决多线程环境下的数据一致性问题。 4. **synchronized关键字**：`synchronized`用于方法或代码块，确保同一时间只有一个线程能执行特定代码，防止数据竞争。它提供了一种互斥访问，确保共享资源的线程安全。 5. **volatile关键字**：`volatile`用于共享变量，确保所有线程都能看到最新的值。它不保证线程间的操作顺序，但能确保可见性。 6. **Lock接口**：相比`synchronized`，`Lock`提供了更细粒度的控制，如可中断的获取锁、尝试获取锁和超时获取锁。`ReentrantLock`是其常见实现，支持公平锁和非公平锁策略。 7. **死锁**：多个线程互相等待对方释放资源，导致都无法继续执行的状态。避免死锁需要合理设计线程间资源的获取顺序，使用`java.util.concurrent.locks.Condition`进行条件等待。 8. **线程池**：Java通过`ExecutorService`和`ThreadPoolExecutor`实现线程池，能够有效地管理和控制线程，提高系统资源利用率。线程池通过设置核心线程数、最大线程数、队列大小等参数来调整性能。 9. **并发容器**：`java.util.concurrent`包下提供了许多并发友好的容器，如`ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList`和`BlockingQueue`等，它们内部实现了线程安全的算法，避免了不必要的同步开销。 10. **原子类**：`java.util.concurrent.atomic`包下的原子类如`AtomicInteger`、`AtomicLong`等，提供了基于CAS（Compare and Swap）的无锁操作，用于在多线程环境下实现高效且线程安全的操作。 11. **Future和Callable接口**：`Future`代表异步计算的结果，而`Callable`用于定义计算任务。两者结合使用可以实现异步计算和结果获取。 12. **线程通信**：`wait()`, `notify()`和`notifyAll()`是对象级别的线程通信方法，用于线程间的协作。然而，它们必须在同步块中使用，否则会抛出`IllegalMonitorStateException`。 通过深入理解和熟练掌握这些知识点，开发者能够在Java环境中编写出高效、稳定的并发程序，应对复杂的多线程场景。在实际项目中，还需要结合具体需求灵活运用，并关注性能优化，以实现最佳的并发效果。