java 并发实现原理: 是否可以利用多线程,实现10个并发执行 请给个例子(java代码),非常感谢!!!!

java 并发实现原理: 是否可以利用多线程,实现10个并发执行 请给个例子(java代码),非常感谢!!!!,第1张

public static void main(String[] args) {
for(Thread t:getThreads()){
tstart();
}
}

public static Thread[] getThreads(){
Thread[] thread = new Thread[10];
for(int i=0;i<10;i++){
final Integer num = new Integer(i);
thread[i] = new Thread(new Runnable(){
public void run() {
int j=5;
while(j-->0){
Systemoutprintln("this is thread"+num);
}
}
});
}
return thread;
}

我们知道Spring通过各种DAO模板类降低了开发者使用各种数据持久技术的难度。这些模板类都是线程安全的,也就是说,多个DAO可以复用同一个模板实例而不会发生冲突。
我们使用模板类访问底层数据,根据持久化技术的不同,模板类需要绑定数据连接或会话的资源。但这些资源本身是非线程安全的,也就是说它们不能在同一时刻被多个线程共享。
虽然模板类通过资源池获取数据连接或会话,但资源池本身解决的是数据连接或会话的缓存问题,并非数据连接或会话的线程安全问题。
按照传统经验,如果某个对象是非线程安全的,在多线程环境下,对对象的访问必须采用synchronized进行线程同步。但Spring的DAO模板类并未采用线程同步机制,因为线程同步限制了并发访问,会带来很大的性能损失。
此外,通过代码同步解决性能安全问题挑战性很大,可能会增强好几倍的实现难度。那模板类究竟仰丈何种魔法神功,可以在无需同步的情况下就化解线程安全的难题呢?答案就是ThreadLocal!
ThreadLocal在Spring中发挥着重要的作用,在管理request作用域的Bean、事务管理、任务调度、AOP等模块都出现了它们的身影,起着举足轻重的作用。要想了解Spring事务管理的底层技术,ThreadLocal是必须攻克的山头堡垒。
ThreadLocal是什么
早在JDK12的版本中就提供javalangThreadLocal,ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。
ThreadLocal很容易让人望文生义,想当然地认为是一个“本地线程”。其实,ThreadLocal并不是一个Thread,而是Thread的局部变量,也许把它命名为ThreadLocalVariable更容易让人理解一些。
当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本。
从线程的角度看,目标变量就象是线程的本地变量,这也是类名中“Local”所要表达的意思。
线程局部变量并不是Java的新发明,很多语言(如IBM IBM XLFORTRAN)在语法层面就提供线程局部变量。在Java中没有提供在语言级支持,而是变相地通过ThreadLocal的类提供支持。
所以,在Java中编写线程局部变量的代码相对来说要笨拙一些,因此造成线程局部变量没有在Java开发者中得到很好的普及。
ThreadLocal的接口方法
ThreadLocal类接口很简单,只有4个方法,我们先来了解一下:
void set(Object value)
设置当前线程的线程局部变量的值。
public Object get()
该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。
public void remove()
将当前线程局部变量的值删除,目的是为了减少内存的占用,该方法是JDK50新增的方法。需要指出的是,当线程结束后,对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收,所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的 *** 作,但它可以加快内存回收的速度。
protected Object initialValue()
返回该线程局部变量的初始值,该方法是一个protected的方法,显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法,在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行,并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。
值得一提的是,在JDK50中,ThreadLocal已经支持泛型,该类的类名已经变为ThreadLocal。API方法也相应进行了调整,新版本的API方法分别是voidset(T value)、T get()以及T initialValue()。
ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢?其实实现的思路很简单:在ThreadLocal类中有一个Map,用于存储每一个线程的变量副本,Map中元素的键为线程对象,而值对应线程的变量副本。我们自己就可以提供一个简单的实现版本:
// 代码清单1 SimpleThreadLocal
class SimpleThreadLocal {
private MapvalueMap = CollectionssynchronizedMap(new HashMap());
public voidset(Object newValue) {
valueMapput(ThreadcurrentThread(), newValue);//①键为线程对象,值为本线程的变量副本
}
publicObject get() {
Thread currentThread = ThreadcurrentThread();
Object o = valueMapget(currentThread);// ②返回本线程对应的变量
if (o == null &&!valueMapcontainsKey(currentThread)) {// ③如果在Map中不存在,放到Map
// 中保存起来。
o = initialValue();
valueMapput(currentThread, o);
}
return o;
}
public voidremove() {
valueMapremove(ThreadcurrentThread());
}
publicObject initialValue() {
return null;
}
}
虽然代码清单93这个ThreadLocal实现版本显得比较幼稚,但它和JDK所提供的ThreadLocal类在实现思路上是相近的。
一个TheadLocal实例
下面,我们通过一个具体的实例了解一下ThreadLocal的具体使用方法
package threadLocalDemo;
public class SequenceNumber {
//①通过匿名内部类覆盖ThreadLocal的initialValue()方法,指定初始值
privatestatic ThreadLocal seqNum =new ThreadLocal() {
public Integer initialValue() {
return 0;
}
};
//②获取下一个序列值
public intgetNextNum() {
seqNumset(seqNumget() + 1);
return seqNumget();
}
publicstatic void main(String[] args)
{
SequenceNumber sn = new SequenceNumber();
// ③ 3个线程共享sn,各自产生序列号
TestClient t1 = new TestClient(sn);
TestClient t2 = new TestClient(sn);
TestClient t3 = new TestClient(sn);
t1start();
t2start();
t3start();
}
privatestatic class TestClient extends Thread
{
private SequenceNumber sn;
public TestClient(SequenceNumber sn) {
thissn = sn;
}
public void run()
{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
// ④每个线程打出3个序列值
Systemoutprintln("thread[" + ThreadcurrentThread()getName()+"]sn[" + sngetNextNum() + "]");
}
}
}
}
通常我们通过匿名内部类的方式定义ThreadLocal的子类,提供初始的变量值,如例子中①处所示。TestClient线程产生一组序列号,在③处,我们生成3个TestClient,它们共享同一个SequenceNumber实例。运行以上代码,在控制台上输出以下的结果:
thread[Thread-2] sn[1]
thread[Thread-0] sn[1]
thread[Thread-1] sn[1]
thread[Thread-2] sn[2]
thread[Thread-0] sn[2]
thread[Thread-1] sn[2]
thread[Thread-2] sn[3]
thread[Thread-0] sn[3]
thread[Thread-1] sn[3]
考察输出的结果信息,我们发现每个线程所产生的序号虽然都共享同一个SequenceNumber实例,但它们并没有发生相互干扰的情况,而是各自产生独立的序列号,这是因为我们通过ThreadLocal为每一个线程提供了单独的副本。
Thread同步机制的比较
ThreadLocal和线程同步机制相比有什么优势呢?ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。
在同步机制中,通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的,使用同步机制要求程序慎密地分析什么时候对变量进行读写,什么时候需要锁定某个对象,什么时候释放对象锁等繁杂的问题,程序设计和编写难度相对较大。
而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本,从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本,从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象,在编写多线程代码时,可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。
由于ThreadLocal中可以持有任何类型的对象,低版本JDK所提供的get()返回的是Object对象,需要强制类型转换。但JDK50通过泛型很好的解决了这个问题,在一定程度地简化ThreadLocal的使用,代码清单 9 2就使用了JDK50新的ThreadLocal版本。
概括起来说,对于多线程资源共享的问题,同步机制采用了“以时间换空间”的方式,而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量,让不同的线程排队访问,而后者为每一个线程都提供了一份变量,因此可以同时访问而互不影响。
Spring使用ThreadLocal解决线程安全问题
我们知道在一般情况下,只有无状态的Bean才可以在多线程环境下共享,在Spring中,绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域。就是因为Spring对一些Bean(如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等)中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理,让它们也成为线程安全的状态,因为有状态的Bean就可以在多线程中共享了。
一般的Web应用划分为展现层、服务层和持久层三个层次,在不同的层中编写对应的逻辑,下层通过接口向上层开放功能调用。在一般情况下,从接收请求到返回响应所经过的所有程序调用都同属于一个线程,如图92所示:
图1同一线程贯通三层
这样你就可以根据需要,将一些非线程安全的变量以ThreadLocal存放,在同一次请求响应的调用线程中,所有关联的对象引用到的都是同一个变量。
下面的实例能够体现Spring对有状态Bean的改造思路:
代码清单3 TopicDao:非线程安全
public class TopicDao {
private Connection conn;①一个非线程安全的变量
public void addTopic(){
Statement stat = conncreateStatement();②引用非线程安全变量

}
}
由于①处的conn是成员变量,因为addTopic()方法是非线程安全的,必须在使用时创建一个新TopicDao实例(非singleton)。下面使用ThreadLocal对conn这个非线程安全的“状态”进行改造:
代码清单4 TopicDao:线程安全
package threadLocalDemo;
import javasqlConnection;
import javasqlSQLException;
import javasqlStatement;
public class SqlConnection {
//①使用ThreadLocal保存Connection变量
privatestatic ThreadLocalconnThreadLocal = newThreadLocal();
publicstatic Connection getConnection() {
// ②如果connThreadLocal没有本线程对应的Connection创建一个新的Connection,
// 并将其保存到线程本地变量中。
if (connThreadLocalget() == null) {
Connection conn = getConnection();
connThreadLocalset(conn);
return conn;
} else {
return connThreadLocalget();
// ③直接返回线程本地变量
}
}
public voidaddTopic() {
// ④从ThreadLocal中获取线程对应的Connection
try {
Statement stat = getConnection()createStatement();
} catch (SQLException e) {
eprintStackTrace();
}
}
}

并发是指多个线程同时运行,比如windows就是并发的 *** 作系统。
并发以后就可以,一边听歌,一边浏览网页。即,看起来像同一时间可以干多个事情。
同步,就是一种控制策略。
就比如说,用迅雷看。一边下载,一边播放。这个时候下载进程和播放进程,他们两个就有同步的机制,例如:只能播放视频文件中已经下载完成的部分,没有下载的不能播放。并且,如果已经下载的全部播放完了,那播放器就要等待,等到有内容的时候再继续播放。
并发怎么写:首先要把任务拆分成多个能独立执行的部分。例如:下载部分,播放部分。
然后控制好并行部分的运行机制。

随着计算机领域多核技术的发展,如何充分有效的利用多核的并行处理能力,是每个服务器端应用程序都必须考虑的问题。由于数据库服务器的服务进程或线程间存在着大量数据共享和同步,而多线程可以充分利用多CPU来并行执行多个强相关任务,例如执行引擎可以充分的利用线程的并发执行以提供性能。在多线程的架构下,数据共享的效率更高,能提高服务器访问的效率和性能,同时维护开销和复杂度更低,这对于提高数据库系统的并行处理能力非常重要。

多线程的三大主要优势:

优势一:线程启动开销远小于进程启动开销。与进程相比,它是一种非常“节俭”的多任务 *** 作方式。在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种“昂贵”的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间。

优势二:线程间方便的通信机制:对不同进程来说,它们具有独立的数据空间,要进行数据的传递只能通过通信的方式进行,这种方式不仅费时,而且很不方便。线程则不然,由于同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其他线程所用,这不仅快捷,而且方便。

优势三:线程切换开销小于进程切换开销,对于Linux系统来讲,进程切换分两步:1切换页目录以使用新的地址空间;2切换内核栈和硬件上下文。对线程切换,第1步是不需要做的,第2步是进程和线程都要做的,所以明显线程切换开销小。

1java并发编程是什么
1, 保证线程安全的三种方法: a, 不要跨线程访问共享变量b, 使共享变量是final类型的c, 将共享变量的 *** 作加上同步 2, 一开始就将类设计成线程安全的, 比在后期重新修复它,更容易。

3, 编写多线程程序, 首先保证它是正确的, 其次再考虑性能。 4, 无状态或只读对象永远是线程安全的。

5, 不要将一个共享变量 在多线程环境下(无同步或不可变性保护) 6, 多线程环境下的延迟加载需要同步的保护, 因为延迟加载会造成对象重复实例化 7, 对于volatile声明的数值类型变量进行运算, 往往是不安全的(volatile只能保证可见性,不能保证原子性)。 详见volatile原理与技巧中, 脏数据问题讨论。

8, 当一个线程请求获得它自己占有的锁时(同一把锁的嵌套使用), 我们称该锁为可重入锁。在jdk1。
5并发包中, 提供了可重入锁的java实现-ReentrantLock。 9, 每个共享变量,都应该由一个唯一确定的锁保护。

创建与变量相同数目的ReentrantLock, 使他们负责每个变量的线程安全。 10,虽然缩小同步块的范围, 可以提升系统性能。

但在保证原子性的情况下, 不可将原子 *** 作分解成多个synchronized块。 11, 在没有同步的情况下, 编译器与处理器运行时的指令执行顺序可能完全出乎意料。

原因是, 编译器或处理器为了优化自身执行效率, 而对指令进行了的重排序(reordering)。 12, 当一个线程在没有同步的情况下读取变量, 它可能会得到一个过期值, 但是至少它可以看到那个线程在当时设定的一个真实数值。

而不是凭空而来的值。 这种安全保证, 称之为最低限的安全性(out-of-thin-air safety) 在开发并发应用程序时, 有时为了大幅度提高系统的吞吐量与性能, 会采用这种无保障的做法。

但是针对, 数值的运算, 仍旧是被否决的。 13, volatile变量,只能保证可见性, 无法保证原子性。

14, 某些耗时较长的网络 *** 作或IO, 确保执行时, 不要占有锁。 15, 发布(publish)对象, 指的是使它能够被当前范围之外的代码所使用。

(引用传递)对象逸出(escape), 指的是一个对象在尚未准备好时将它发布。 原则: 为防止逸出, 对象必须要被完全构造完后, 才可以被发布(最好的解决方式是采用同步) this关键字引用对象逸出 例子: 在构造函数中, 开启线程, 并将自身对象this传入线程, 造成引用传递。

而此时, 构造函数尚未执行完, 就会发生对象逸出了。 16, 必要时, 使用ThreadLocal变量确保线程封闭性(封闭线程往往是比较安全的, 但一定程度上会造成性能损耗)封闭对象的例子在实际使用过程中, 比较常见, 例如 hibernate openSessionInView机制, jdbc的connection机制。

17, 单一不可变对象往往是线程安全的(复杂不可变对象需要保证其内部成员变量也是不可变的)良好的多线程编程习惯是: 将所有的域都声明为final, 除非它们是可变的。
2Java线程并发协作是什么
线程发生死锁可能性很小,即使看似可能发生死锁的代码,在运行时发生死锁的可能性也是小之又小。

发生死锁的原因一般是两个对象的锁相互等待造成的。 在《Java线程:线程的同步与锁》一文中,简述死锁的概念与简单例子,但是所给的例子是不完整的,这里给出一个完整的例子。

/ Java线程:并发协作-死锁 @author Administrator 2009-11-4 22:06:13 / public class Test { public static void main(String[] args) { DeadlockRisk dead = new DeadlockRisk(); MyThread t1 = new MyThread(dead, 1, 2); MyThread t2 = new MyThread(dead, 3, 4); MyThread t3 = new MyThread(dead, 5, 6); MyThread t4 = new MyThread(dead, 7, 8); t1。 start(); t2。

start(); t3。start(); t4。

start(); } } class MyThread extends Thread { private DeadlockRisk dead; private int a, b; MyThread(DeadlockRisk dead, int a, int b) { this。 dead = dead; this。

a = a; this。b = b; } @Override public void run() { dead。

read(); dead。write(a, b); } } class DeadlockRisk { private static class Resource { public int value; }。
3如何学习Java高并发
1学习 并发框架的使用,如ConcurrentHashMAP,CopyOnWriteArrayList/Set等2几种并发锁的使用以及线程同步与互斥,如ReentainLock,synchronized,Lock,CountDownLatch,Semaphore等3线程池如Executors,ThreadPoolExecutor等4Runable,Callable,RescureTask,Future,FutureTask等5Fork-Join框架以上基本包含完了,如有缺漏请原谅。
4并发编程的Java抽象有哪些呢
一、机器和OS级别抽象 (1)冯诺伊曼模型 经典的顺序化计算模型,貌似可以保证顺序化一致性,但是没有哪个现代的多处理架构会提供顺序一致性,冯氏模型只是现代多处理器行为的模糊近似。

这个计算模型,指令或者命令列表改变内存变量直接契合命令编程泛型,它以显式的算法为中心,这和声明式编程泛型有区别。 就并发编程来说,会显著的引入时间概念和状态依赖 所以所谓的函数式编程可以解决其中的部分问题。

(2)进程和线程 进程抽象运行的程序,是 *** 作系统资源分配的基本单位,是资源cpu,内存,IO的综合抽象。 线程是进程控制流的多重分支,它存在于进程里,是 *** 作系统调度的基本单位,线程之间同步或者异步执行,共享进程的内存地址空间。

(3)并发与并行 并发,英文单词是concurrent,是指逻辑上同时发生,有人做过比喻,要完成吃完三个馒头的任务,一个人可以这个馒头咬一口,那个馒头咬一口,这样交替进行,最后吃完三个馒头,这就是并发,因为在三个馒头上同时发生了吃的行为,如果只是吃完一个接着吃另一个,这就不是并发了,是排队,三个馒头如果分给三个人吃,这样的任务完成形式叫并行,英文单词是parallel。 回到计算机概念,并发应该是单CPU时代或者单核时代的说法,这个时候CPU要同时完成多任务,只能用时间片轮转,在逻辑上同时发生,但在物理上是串行的。

现在大多数计算机都是多核或者多CPU,那么现在的多任务执行方式就是物理上并行的。 为了从物理上支持并发编程,CPU提供了相应的特殊指令,比如原子化的读改写,比较并交换。

(4)平台内存模型 在可共享内存的多处理器体系结构中,每个处理器都有它自己的缓存,并且周期性的与主存同步,为什么呢?因为处理器通过降低一致性来换取性能,这和CAP原理通过降低一致性来获取伸缩性有点类似,所以大量的数据在CPU的寄存器中被计算,另外CPU和编译器为了性能还会乱序执行,但是CPU会提供存储关卡指令来保证存储的同步,各种平台的内存模型或者同步指令可能不同,所以这里必须介入对内存模型的抽象,JMM就是其中之一。 二、编程模型抽象 (1)基于线程模型 (2)基于Actor模型 (3)基于STM软件事务内存 …… Java体系是一个基于线程模型的本质编程平台,所以我们主要讨论线程模型。

三、并发单元抽象 大多数并发应用程序都是围绕执行任务进行管理的,任务是抽象,离散的工作单元,所以编写并发程序,首要工作就是提取和分解并行任务。 一旦任务被抽象出来,他们就可以交给并发编程平台去执行,同时在任务抽象还有另一个重要抽象,那就是生命周期,一个任务的开始,结束,返回结果,都是生命周期中重要的阶段。

那么编程平台必须提供有效安全的管理任务生命周期的API。 四、线程模型 线程模型是Java的本质模型,它无所不在,所以Java开发必须搞清楚底层线程调度细节,不搞清楚当然就会有struts1,struts2的原理搞不清楚的基本灾难(比如在struts2的action中塞入状态,把struts2的action配成单例)。

用线程来抽象并发编程,是比较低级别的抽象,所以难度就大一些,难度级别会根据我们的任务特点有以下几个类别 (1)任务非常独立,不共享,这是最理想的情况,编程压力为0。 (2)共享数据,压力开始增大,必须引入锁,Volatile变量,问题有活跃度和性能危险。

(3)状态依赖,压力再度增大,这时候我们基本上都是求助jdk 提供的同步工具。 五、任务执行 任务是一个抽象体,如果被抽象了出来,下一步就是交给编程平台去执行,在Java中,描述任务的一个基本接口是Runnable,可是这个抽象太有限了,它不能返回值和抛受检查异常,所以Jdk5。

0有另外一个高级抽象Callable。 任务的执行在Jdk中也是一个底级别的Thread,线程有好处,但是大量线程就有大大的坏处,所以如果任务量很多我们并不能就创建大量的线程去服务这些任务,那么Jdk5。

0在任务执行上做了抽象,将任务和任务执行隔离在接口背后,这样我们就可以引入比如线程池的技术来优化执行,优化线程的创建。 任务是有生命周期的,所以Jdk5。

0提供了Future这个对象来描述对象的生命周期,通过这个future可以取到任务的结果甚至取消任务。 六、锁 当然任务之间共享了数据,那么要保证数据的安全,必须提供一个锁机制来协调状态,锁让数据访问原子,但是引入了串行化,降低了并发度,锁是降低程序伸缩性的原罪,锁是引入上下文切换的主要原罪,锁是引入死锁,活锁,优先级倒置的绝对原罪,但是又不能没有锁,在Java中,锁是一个对象,锁提供原子和内存可见性,Volatile变量提供内存可见性不提供原子,原子变量提供可见性和原子,通过原子变量可以构建无锁算法和无锁数据结构,但是这需要高高手才可以办到。
5Java高并发入门要怎么学习
1、如果不使用框架,纯原生Java编写,是需要了解Java并发编程的,主要就是学习Doug Lea开发的那个javautilconcurrent包下面的API;2、如果使用框架,那么我的理解,在代码层面确实不会需要太多的去关注并发问题,反而是由于高并发会给系统造成很大压力,要在缓存、数据库 *** 作上要多加考虑。

3、但是即使是使用框架,在工作中还是会用到多线程,就拿常见的CRUD接口来说,比如一个非常耗时的save接口,有多耗时呢?我们假设整个save执行完要10分钟,所以,在save的时候,就需要采用异步的方式,也就是单独用一个线程去save,然后直接给前端返回200。
6Java如何进行并发多连接socket编程呢
Java多个客户端同时连接服务端,在现实生活中用得比较多。

同时执行多项任务,第一想到的当然是多线程了。下面用多线程来实现并发多连接。

import java。。

; import java。io。

; public class ThreadServer extends Thread { private Socket client; public ThreadServer(Socket c) { this。 client=c; } public void run() { try { BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(client。

getInputStream())); PrintWriter out=new PrintWriter(client。 getOutputStream()); Mutil User but can't parallel while (true) { String str=in。

readLine(); System。out。

println(str); out。 println("has receive。

"); out。

flush(); if (str。equals("end")) break; } client。

close(); } catch (IOException ex) { } finally { } } public static void main(String[] args)throws IOException { ServerSocket server=new ServerSocket(8000); while (true) { transfer location change Single User or Multi User ThreadServer mu=new ThreadServer(server。 accept()); mu。

start(); } } }J。
7如何掌握java多线程,高并发,大数据方面的技能
线程:同一类线程共享代码和数据空间,每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC),线程切换开销小。

(线程是cpu调度的最小单位)线程和进程一样分为五个阶段:创建、就绪、运行、阻塞、终止。多进程是指 *** 作系统能同时运行多个任务(程序)。

多线程是指在同一程序中有多个顺序流在执行。在java中要想实现多线程,有两种手段,一种是继续Thread类,另外一种是实现Runable接口(其实准确来讲,应该有三种,还有一种是实现Callable接口,并与Future、线程池结合使用。
8java工程师需要掌握哪些知识
1Core Java,就是Java基础、JDK的类库,很多童鞋都会说,JDK我懂,但是懂还不足够,知其然还要知其所以然,JDK的源代码写的非常好,要经常查看,对使用频繁的类,比如String, 类(List,Map,Set)等数据结构要知道它们的实现,不同的 类有什么区别,然后才能知道在一个具体的场合下使用哪个 类更适合、更高效,这些内容直接看源代码就OK了2多线程并发编程,现在并发几乎是写服务端程序必须的技术,那对Java中的多线程就要有足够的熟悉,包括对象锁机制、synchronized关键字,concurrent包都要非常熟悉,这部分推荐你看看《Java并发编程实践》这本书,讲解的很详细3I/O,Socket编程,首先要熟悉Java中Socket编程,以及I/O包,再深入下去就是Java NIO,再深入下去是 *** 作系统底层的Socket实现,了解Windows和Linux中是怎么实现socket的4JVM的一些知识,不需要熟悉,但是需要了解,这是Java的本质,可以说是Java的母体, 了解之后眼界会更宽阔,比如Java内存模型(会对理解Java锁、多线程有帮助)、字节码、JVM的模型、各种垃圾收集器以及选择、JVM的执行参数(优化JVM)等等,这些知识在《深入Java虚拟机》这本书中都有详尽的解释,或者去oracle网站上查看具体版本的JVM规范5一些常用的设计模式,比如单例、模板方法、代理、适配器等等,以及在Core Java和一些Java框架里的具体场景的实现,这个可能需要慢慢积累,先了解有哪些使用场景,见得多了,自己就自然而然会去用。

6常用数据库(Oracle、MySQL等)、SQL语句以及一般的优化7JavaWeb开发的框架,比如Spring、iBatis等框架,同样他们的原理才是最重要的,至少要知道他们的大致原理。8其他一些有名的用的比较多的开源框架和包,ty网络框架,Apache mon的N多包,Google的Guava等等,也可以经常去Github上找一些代码看看。

暂时想到的就这么多吧,1-4条是Java基础,全部的这些知识没有一定的时间积累是很难搞懂的,但是了解了之后会对Java有个彻底的了解,5和6是需要学习的额外技术,7-8是都是基于1-4条的,正所谓万变不离其宗,前4条就是Java的灵魂所在,希望能对你有所帮助9(补充)学会使用Git。如果你还在用SVN的话,赶紧投入Git的怀抱吧。
9java 多线程的并发到底是什么意思
一、多线程1、 *** 作系统有两个容易混淆的概念,进程和线程。

进程:一个计算机程序的运行实例,包含了需要执行的指令;有自己的独立地址空间,包含程序内容和数据;不同进程的地址空间是互相隔离的;进程拥有各种资源和状态信息,包括打开的文件、子进程和信号处理。线程:表示程序的执行流程,是CPU调度执行的基本单位;线程有自己的程序计数器、寄存器、堆栈和帧。

同一进程中的线程共用相同的地址空间,同时共享进进程锁拥有的内存和其他资源。2、Java标准库提供了进程和线程相关的API,进程主要包括表示进程的javalangProcess类和创建进程的javalangProcessBuilder类;表示线程的是javalangThread类,在虚拟机启动之后,通常只有Java类的main方法这个普通线程运行,运行时可以创建和启动新的线程;还有一类守护线程(damon thread),守护线程在后台运行,提供程序运行时所需的服务。

当虚拟机中运行的所有线程都是守护线程时,虚拟机终止运行。3、线程间的可见性:一个线程对进程 享的数据的修改,是否对另一个线程可见可见性问题:a、CPU采用时间片轮转等不同算法来对线程进行调度[java] view plaincopypublic class IdGenerator{ private int value = 0; public int getNext(){ return value++; } } 对于IdGenerator的getNext()方法,在多线程下不能保证返回值是不重复的:各个线程之间相互竞争CPU时间来获取运行机会,CPU切换可能发生在执行间隙。

以上代码getNext()的指令序列:CPU切换可能发生在7条指令之间,多个getNext的指令交织在一起。

主要内容:

进程是资源分配的最小单位,每个进程都有独立的代码和数据空间,一个进程包含 1 到 n 个线程。线程是 CPU 调度的最小单位,每个线程有独立的运行栈和程序计数器,线程切换开销小。

Java 程序总是从主类的 main 方法开始执行,main 方法就是 Java 程序默认的主线程,而在 main 方法中再创建的线程就是其他线程。在 Java 中,每次程序启动至少启动 2 个线程。一个是 main 线程,一个是垃圾收集线程。每次使用 Java 命令启动一个 Java 程序,就相当于启动一个 JVM 实例,而每个 JVM 实例就是在 *** 作系统中启动的一个进程。

多线程可以通过继承或实现接口的方式创建。

Thread 类是 JDK 中定义的用于控制线程对象的类,该类中封装了线程执行体 run() 方法。需要强调的一点是,线程执行先后与创建顺序无关。

通过 Runnable 方式创建线程相比通过继承 Thread 类创建线程的优势是避免了单继承的局限性。若一个 boy 类继承了 person 类,boy 类就无法通过继承 Thread 类的方式来实现多线程。

使用 Runnable 接口创建线程的过程:先是创建对象实例 MyRunnable,然后将对象 My Runnable 作为 Thread 构造方法的入参,来构造出线程。对于 new Thread(Runnable target) 创建的使用同一入参目标对象的线程,可以共享该入参目标对象 MyRunnable 的成员变量和方法,但 run() 方法中的局部变量相互独立,互不干扰。

上面代码是 new 了三个不同的 My Runnable 对象,如果只想使用同一个对象,可以只 new 一个 MyRunnable 对象给三个 new Thread 使用。

实现 Runnable 接口比继承 Thread 类所具有的优势:

线程有新建、可运行、阻塞、等待、定时等待、死亡 6 种状态。一个具有生命的线程,总是处于这 6 种状态之一。 每个线程可以独立于其他线程运行,也可和其他线程协同运行。线程被创建后,调用 start() 方法启动线程,该线程便从新建态进入就绪状态。

NEW 状态(新建状态) 实例化一个线程之后,并且这个线程没有开始执行,这个时候的状态就是 NEW 状态:

RUNNABLE 状态(就绪状态):

阻塞状态有 3 种:

如果一个线程调用了一个对象的 wait 方法, 那么这个线程就会处于等待状态(waiting 状态)直到另外一个线程调用这个对象的 notify 或者 notifyAll 方法后才会解除这个状态。

run() 里的代码执行完毕后,线程进入终结状态(TERMINATED 状态)。

线程状态有 6 种:新建、可运行、阻塞、等待、定时等待、死亡。

我们看下 join 方法的使用:

运行结果:

我们来看下 yield 方法的使用:

运行结果:

线程与线程之间是无法直接通信的,A 线程无法直接通知 B 线程,Java 中线程之间交换信息是通过共享的内存来实现的,控制共享资源的读写的访问,使得多个线程轮流执行对共享数据的 *** 作,线程之间通信是通过对共享资源上锁或释放锁来实现的。线程排队轮流执行共享资源,这称为线程的同步。

Java 提供了很多同步 *** 作(也就是线程间的通信方式),同步可使用 synchronized 关键字、Object 类的 wait/notifyAll 方法、ReentrantLock 锁、无锁同步 CAS 等方式来实现。

ReentrantLock 是 JDK 内置的一个锁对象,用于线程同步(线程通信),需要用户手动释放锁。

运行结果:

这表明同一时间段只能有 1 个线程执行 work 方法,因为 work 方法里的代码需要获取到锁才能执行,这就实现了多个线程间的通信,线程 0 获取锁,先执行,线程 1 等待,线程 0 释放锁,线程 1 继续执行。

synchronized 是一种语法级别的同步方式,称为内置锁。该锁会在代码执行完毕后由 JVM 释放。

输出结果跟 ReentrantLock 一样。

Java 中的 Object 类默认是所有类的父类,该类拥有 wait、 notify、notifyAll 方法,其他对象会自动继承 Object 类,可调用 Object 类的这些方法实现线程间的通信。

除了可以通过锁的方式来实现通信,还可通过无锁的方式来实现,无锁同 CAS(Compare-and-Swap,比较和交换)的实现,需要有 3 个 *** 作数:内存地址 V,旧的预期值 A,即将要更新的目标值 B,当且仅当内存地址 V 的值与预期值 A 相等时,将内存地址 V 的值修改为目标值 B,否则就什么都不做。

我们通过计算器的案例来演示无锁同步 CAS 的实现方式,非线程安全的计数方式如下:

线程安全的计数方式如下:

运行结果:

线程安全累加的结果才是正确的,非线程安全会出现少计算值的情况。JDK 15 开始,并发包里提供了原子 *** 作的类,AtomicBoolean 用原子方式更新的 boolean 值,AtomicInteger 用原子方式更新 int 值,AtomicLong 用原子方式更新 long 值。 AtomicInteger 和 AtomicLong 还提供了用原子方式将当前值自增 1 或自减 1 的方法,在多线程程序中,诸如 ++i 或 i++ 等运算不具有原子性,是不安全的线程 *** 作之一。 通常我们使用 synchronized 将该 *** 作变成一个原子 *** 作,但 JVM 为此种 *** 作提供了原子 *** 作的同步类 Atomic,使用 AtomicInteger 做自增运算的性能是 ReentantLock 的好几倍。

上面我们都是使用底层的方式实现线程间的通信的,但在实际的开发中,我们应该尽量远离底层结构,使用封装好的 API,例如 JUC 包(javautilconcurrent,又称并发包)下的工具类 CountDownLath、CyclicBarrier、Semaphore,来实现线程通信,协调线程执行。

CountDownLatch 能够实现线程之间的等待,CountDownLatch 用于某一个线程等待若干个其他线程执行完任务之后,它才开始执行。

CountDownLatch 类只提供了一个构造器:

CountDownLatch 类中常用的 3 个方法:

运行结果:

CyclicBarrier 字面意思循环栅栏,通过它可以让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行。当所有等待线程都被释放以后,CyclicBarrier 可以被重复使用,所以有循环之意。

相比 CountDownLatch,CyclicBarrier 可以被循环使用,而且如果遇到线程中断等情况时,可以利用 reset() 方法,重置计数器,CyclicBarrier 会比 CountDownLatch 更加灵活。

CyclicBarrier 提供 2 个构造器:

上面的方法中,参数 parties 指让多少个线程或者任务等待至 barrier 状态;参数 barrierAction 为当这些线程都达到 barrier 状态时会执行的内容。

CyclicBarrier 中最重要的方法 await 方法,它有 2 个重载版本。下面方法用来挂起当前线程,直至所有线程都到达 barrier 状态再同时执行后续任务。

而下面的方法则是让这些线程等待至一定的时间,如果还有线程没有到达 barrier 状态就直接让到达 barrier 的线程执行任务。

运行结果:

CyclicBarrier 用于一组线程互相等待至某个状态,然后这一组线程再同时执行,CountDownLatch 是不能重用的,而 CyclicBarrier 可以重用。

Semaphore 类是一个计数信号量,它可以设定一个阈值,多个线程竞争获取许可信号,执行完任务后归还,超过阈值后,线程申请许可信号时将会被阻塞。Semaphore 可以用来 构建对象池,资源池,比如数据库连接池。

假如在服务器上运行着若干个客户端请求的线程。这些线程需要连接到同一数据库,但任一时刻只能获得一定数目的数据库连接。要怎样才能够有效地将这些固定数目的数据库连接分配给大量的线程呢?

给方法加同步锁,保证同一时刻只能有一个线程去调用此方法,其他所有线程排队等待,但若有 10 个数据库连接,也只有一个能被使用,效率太低。另外一种方法,使用信号量,让信号量许可与数据库可用连接数为相同数量,10 个数据库连接都能被使用,大大提高性能。

上面三个工具类是 JUC 包的核心类,JUC 包的全景图就比较复杂了:

JUC 包(javautilconcurrent)中的高层类(Lock、同步器、阻塞队列、Executor、并发容器)依赖基础类(AQS、非阻塞数据结构、原子变量类),而基础类是通过 CAS 和 volatile 来实现的。我们尽量使用顶层的类,避免使用基础类 CAS 和 volatile 来协调线程的执行。JUC 包其他的内容,在其他的篇章会有相应的讲解。

Future 是一种异步执行的设计模式,类似 ajax 异步请求,不需要同步等待返回结果,可继续执行代码。使 Runnable(无返回值不支持上报异常)或 Callable(有返回值支持上报异常)均可开启线程执行任务。但是如果需要异步获取线程的返回结果,就需要通过 Future 来实现了。

Future 是位于 javautilconcurrent 包下的一个接口,Future 接口封装了取消任务,获取任务结果的方法。

在 Java 中,一般是通过继承 Thread 类或者实现 Runnable 接口来创建多线程, Runnable 接口不能返回结果,JDK 15 之后,Java 提供了 Callable 接口来封装子任务,Callable 接口可以获取返回结果。我们使用线程池提交 Callable 接口任务,将返回 Future 接口添加进 ArrayList 数组,最后遍历 FutureList,实现异步获取返回值。

运行结果:

上面就是异步线程执行的调用过程,实际开发中用得更多的是使用现成的异步框架来实现异步编程,如 RxJava,有兴趣的可以继续去了解,通常异步框架都是结合远程 >

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