java 并发库提供了多种工具,包括:线程池:用于管理线程,提高效率。锁:用于同步对共享资源的访问。屏障:用于等待所有线程到达指定点。原子操作:不可分割的单元,确保线程安全。并发队列:线程安全的队列,允许多线程同时操作。
Java 函数库中的常用并发工具
Java 中丰富的并发库提供了各种工具,这些工具可以帮助你编写健壮、高性能的并发应用程序。本文将介绍 Java 函数库中一些最常用的并发工具,并根据实际案例演示其用法。
1. 线程池
线程池是一种管理线程的机制,它可以提高效率并减少创建和销毁线程的开销。Java 中的 ThreadPoolExecutor
类允许你配置各种线程池属性,例如线程数、最大队列大小和拒绝策略。
实战案例:
// 创建一个具有 5 个线程的线程池 ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(5, 5, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()); // 提交任务到线程池 threadPool.execute(() -> System.out.println("任务 1 执行中")); threadPool.execute(() -> System.out.println("任务 2 执行中")); // 关闭线程池 threadPool.shutdown();
2. 锁
锁是一种同步机制,它允许你控制对共享资源的访问。Java 中的并发库提供了各种锁实现,包括:
ReentrantLock
:一种可重入锁,允许同一线程多次获取同一个锁ReadWriteLock
:一种读写锁,允许多个线程同时读共享资源,但仅允许一个线程写
实战案例:
// 创建一个 ReentrantLock 对象 ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 试图获取锁 if (lock.tryLock()) { try { // 对共享资源执行操作 } finally { lock.unlock(); // 释放锁 } }
3. 屏障
屏障是一种同步机制,它允许一组线程等待所有线程都到达某个点。Java 中的 CyclicBarrier
类允许你指定等待线程的数量,并且当所有线程都到达屏障时,会释放它们。
实战案例:
// 创建一个 CyclicBarrier 对象,等待 3 个线程 CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3); // 创建线程,每个线程等待屏障释放 for (int i = 0; i { try { barrier.await(); // 所有线程都到达屏障后执行操作 } catch (BrokenBarrierException | InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }).start(); }
4. 原子操作
原子操作是不可分割的单元,不能被其他线程中断。Java 中的 Atomic
类提供了一组原子变量和操作,例如:
AtomicInteger
:一个原子 int 变量AtomicReference
:一个原子引用变量AtomicBoolean
:一个原子布尔变量
实战案例:
// 创建一个 AtomicInteger 对象 AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0); // 使用原子操作增加计数器 counter.incrementAndGet();
5. 并发队列
并发队列是线程安全的队列实现,它允许多个线程同时操作队列。Java 中的并发库提供了各种并发队列,例如:
BlockingQueue
:一个阻塞队列,当队列为空时会阻塞获取操作ConcurrentLinkedQueue
:一个非阻塞队列,使用链表实现
实战案例:
// 创建一个 LinkedBlockingQueue 对象 BlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue(); // 向队列添加元素 queue.offer(1); queue.offer(2); // 从队列获取元素 Integer element = queue.poll();
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