Java并发编程

进程&线程&协程&纤程

知识点

• 线程和进程
• 线程状态
• 并行和并发
• 同步和异步
• Synchronized
• Volatile 关键字
• Lock 锁
• 死锁
• 可重入锁
• 线程安全
• 线程池
• JUC 的使用
• AQS
• Fork Join
• CAS

Java并发编程中，有多个广泛使用的库，这些库在市场上的流行程度可以根据其广泛的应用范围、社区支持、文档完善程度以及与其他Java生态的集成度来评估。以下是一些主要的Java并发编程库，按照市场流行程度排序：

1. java.util.concurrent包
   • 这是Java并发编程的基础库，提供了线程池、并发集合、阻塞队列、锁以及其他并发工具。由于其内置于Java标准库中，因此具有极高的流行度和使用率。
   • 该包中的ExecutorService、CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore等工具类在并发编程中广泛使用。
   • 示例：ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10); 创建一个固定大小的线程池。
2. java.util.concurrent.atomic包
   • 该包提供了原子变量类，这些类可以在多线程环境中安全地进行原子操作，无需额外的同步措施。
   • 由于原子变量在并发编程中的重要性，java.util.concurrent.atomic包中的类也受到了广泛的关注和使用。
   • 示例：AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(0); 创建一个原子整数。
3. java.util.concurrent.locks包
   • 该包提供了比内置synchronized关键字更灵活和强大的锁定功能，如ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock等。
   • 这些锁机制在需要更精细控制并发访问的场景中非常有用，因此也受到了较高的关注和使用。
   • 示例：ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); 创建一个可重入锁。
4. CompletableFuture
   • Java 8中引入的CompletableFuture类为异步编程提供了强大的支持，使得开发者可以更加容易地编写异步、非阻塞的代码。
   • 随着异步编程在Java中的普及，CompletableFuture的使用率也在逐渐上升。
   • 示例：CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello, World!"); 异步执行一个任务并获取结果。
5. Fork/Join框架
   • Java 7中引入的Fork/Join框架用于将大任务拆分成多个小任务，并在多个线程上并行执行。
   • 虽然其应用场景相对较为特定（如递归分解和合并的任务），但在适合的场景下，Fork/Join框架可以显著提高程序的性能。
   • 示例：使用ForkJoinPool和RecursiveTask或RecursiveAction来编写Fork/Join任务。

需要注意的是，以上排名并不是绝对的，不同项目、不同场景下对并发编程库的需求和选择也会有所不同。此外，Java生态中还有许多其他的并发编程库和工具，如Akka、RxJava等，它们在某些特定场景下也可能具有更高的流行度和使用率。

并发编程知识点

并发编程的知识点

并发编程主要关注编写能够正确和高效处理多个并发任务的程序。以下是一些并发编程的关键知识点：

1. 并发与并行

：

• 并发：多个任务看起来像是同时运行，但实际上是通过不断切换任务来实现的。
• 并行：真正的同时运行多个任务，需要多核或多处理器的支持。

2. 并发编程三要素

：

• 原子性：一个或多个操作要么全部执行成功，要么全部执行失败，不可被中断。
• 有序性：程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行，但处理器可能会对指令进行重排序。
• 可见性：当多个线程访问同一个变量时，一个线程对其作了修改，其他线程能立即获取到最新的值。

3. 线程状态

：

• 创建状态：当用new操作符创建一个线程时。
• 就绪状态：调用start()方法后，等待CPU的调度。
• 运行状态：CPU开始调度线程，并执行run()方法。
• 阻塞状态：线程的执行过程中由于某些原因（如调用sleep()方法、尝试获取锁等）进入阻塞状态。
• 死亡状态：run()方法执行完毕或执行过程中遇到异常。

4. 锁机制

：

• 悲观锁：每次操作都会加锁，可能会造成线程阻塞。
• 乐观锁：每次操作不加锁，而是假设没有冲突去完成操作，如果因为冲突失败则重试。

5. 线程协作

：

• wait()、notify()、notifyAll()：这一组是Object类的方法，用于线程间的协作。

并发编程与多线程的区别

1. 定义

：

• 并发编程是一种编程范式，关注的是编写能够正确和高效处理多个并发任务的程序。它包括了多线程，但也包括了其他并发技术和模式，如进程、协程、分布式编程等。
• 多线程是计算机编程技术的一种，它允许在单个程序中创建和管理多个线程，每个线程都可以独立执行不同的任务或代码段。

2. 范围

：

• 并发编程是一个更广泛的概念，涵盖了多线程以及其他的并发技术和模式。
• 多线程是并发编程的一种具体实现方式，专注于处理同一程序内的多个线程。

3. 目标

：

• 并发编程的目标是实现任务的并发执行，以提高系统的性能和资源利用率。
• 多线程则是为了在同一程序中同时执行多个任务，提高程序的执行效率和响应性。

综上所述，多线程是并发编程的一种实现方式，而并发编程则是一个更广泛的概念，包括了多线程以及其他并发技术和模式。

JUC

Java多进程

多线程 MultiThread

Java实现多线程网络下载工具

Java.Thread

线程实现

Thread

Runnable

Callable

线程状态

创建状态

就绪状态

阻塞状态

运行状态

死亡状态

join加塞

yield礼让

sleep休眠

JDK

Thread.State

线程的优先级

getPriority

setPriority

用户线程

守护线程（daemon）

线程同步

并发

队列和锁

Lock锁

ReentrantLock

synchronized

线程死锁

线程通信

线程协作

生产者消费者模式

信号灯法

线程池

背景

思路

好处：提高响应速度、降低资源消耗

ExecutorService和Executors

JUC

Java多线程安全

Java 线程池

Java中锁的分类

Java中锁可以分为以下几类：

互斥锁（Mutex Lock）：也称为独占锁（Exclusive Lock），只允许一个线程访问共享资源，其他线程必须等待当前线程释放锁才能访问。synchronized关键字就是一种互斥锁。

读写锁（Read-Write Lock）：也称为共享-独占锁（Shared-Exclusive Lock），允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源，其他线程必须等待写入线程释放锁才能访问。ReentrantReadWriteLock就是一种读写锁。

自旋锁（Spin Lock）：当线程在尝试获取锁时，如果发现锁已经被其他线程占用，就不会等待，而是一直尝试获取锁，直到获取到锁才会退出。Spin Lock的优点是减少线程切换的开销，缺点是占用CPU资源较多，适用于锁占用时间较短的情况。

可重入锁（Reentrant Lock）：也称为递归锁，允许一个线程多次获取同一个锁，也允许多个线程同时获取锁。Reentrant Lock提供了比synchronized更加灵活的锁控制，支持公平锁和非公平锁。

条件变量（Condition）：在使用锁控制并发访问时，经常需要等待某个条件满足才能继续执行，这时就需要使用条件变量。条件变量提供了等待/通知机制，允许线程在某个条件满足之前等待，同时允许其他线程在条件满足时通知等待的线程继续执行。Condition是Reentrant Lock的重要组成部分。

最后

https://blog.csdn.net/java_wxid/article/details/131755062?spm=1001.2100.3001.7377&utm_medium=distribute.pc_feed_blog.none-task-blog-hot-4-131755062-null-null.nonecase&depth_1-utm_source=distribute.pc_feed_blog.none-task-blog-hot-4-131755062-null-null.nonecase

异步IO & NIO

Java IO高并发

Java异步集合