并发编程是编写能够同时执行多个任务或操作的程序,以提高系统资源的使用效率和响应速度。以下是并发编程的一些核心知识点总结,适合作为学习笔记:
1. 并发编程模型
- 顺序一致性模型:Java内存模型提供的一种强一致性模型,但实际中很难实现。
- 最终一致性模型:允许数据在某些时刻不一致,最终会达到一致状态。
- 不可变对象:对象一旦创建,其状态就不能被改变,因此不需要同步。
2. 线程
- 线程状态:新建、就绪、运行、阻塞、等待、计时等待、终止。
- 线程创建:继承
Thread
类或实现Runnable
接口。 - 线程同步:使用
synchronized
关键字或Lock
接口。
3. 并发集合
ConcurrentHashMap
:线程安全的哈希表。CopyOnWriteArrayList
:线程安全的列表,适用于读多写少的场景。BlockingQueue
:线程安全的队列,用于生产者消费者模式。
4. 并发控制工具
AtomicInteger
:提供原子操作的整数类。CountDownLatch
:允许一个或多个线程等待一组操作完成。CyclicBarrier
:允许一组线程等待直到它们全部到达一个屏障点。
5. 并发设计模式
- 生产者消费者模式:通过
BlockingQueue
实现。 - 工作窃取模式:在
ForkJoinPool
中实现,用于并行计算任务。
6. 并发性能优化
- 锁优化:使用偏向锁、轻量级锁、自旋锁等减少同步的开销。
- 无锁编程:使用
Atomic
类和CAS操作减少锁的使用。
7. 并发调试和测试
- J.U.C工具类:提供了一系列的工具类,如
Executors
、ScheduledExecutorService
等。 - 断言和日志:使用断言和日志来帮助调试和监控并发程序。
- 性能分析工具:如JProfiler、VisualVM等,用于分析并发程序的性能。
8. 并发编程最佳实践
- 最小同步:只同步必要的代码。
- 避免锁竞争:设计时考虑减少锁的使用和竞争。
- 资源管理:合理管理线程、锁和资源,避免泄露。
9. 学习资源
- 官方文档:Java Concurrency API的官方文档。
- 书籍:如《Java并发编程实战》、《Effective Java》等。
- 在线教程和博客:如优快云、掘金等。
并发编程是一个需要不断实践和积累经验的领域,上述知识点只是入门级的总结,实际应用中需要深入理解和灵活运用。在学习过程中,不断地实践和总结经验是非常重要的。