第9章 并发编程及线程池
JAVA编程中的并发编程技巧
JAVA编程中的并发编程技巧在Java编程中，并发编程是一个非常重要的话题，因为多线程的应用程序在当今的软件开发中非常常见。
并发编程技巧可以提高程序的性能和效率，但同时也会引入一些潜在的问题，例如竞争条件和死锁。
在这篇文章中，我们将探讨一些Java并发编程中常用的技巧，以帮助开发人员更好地利用多线程编程。
1.使用线程池线程池是一个管理线程的工具，它可以帮助开发人员在需要时重复使用线程，而不是不断地创建新的线程。
这样可以减少资源消耗和提高性能。
在Java中，可以使用Executor框架来创建线程池。
Executor框架提供了一组用于管理线程池的接口和类。
```javaExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);executor.submit(new MyTask();executor.shutdown(;```2.使用同步机制在并发编程中，多个线程可能会同时访问共享的资源，因此需要对这些资源进行同步。
在Java中，可以使用synchronized关键字或者ReentrantLock类来实现同步。
以下是一个使用synchronized关键字的例子：```javapublic synchronized void incremencount++;```3.使用并发集合类Java提供了一些并发集合类，例如ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList，这些类可以在多线程环境下安全地操作集合。
使用这些并发集合类可以避免在自己的代码中实现同步逻辑。
```javaConcurrentHashMap<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>(;map.put("key", "value");```4. 使用volatile关键字在Java中，volatile关键字可以用来标记一个变量，保证其在多线程环境下的可见性。
java中实现并发的方法
java中实现并发的方法Java是一种面向对象的编程语言，它在并发编程方面提供了多种实现方法。
并发编程指的是同时执行多个任务的能力，这在处理大量数据或高负载时非常重要。
本文将介绍Java中实现并发的几种常用方法。
1. 线程（Thread）线程是Java中最基本的并发编程方法。
通过创建多个线程，可以实现并行执行多个任务。
在Java中，可以通过两种方式创建线程：继承Thread类或实现Runnable接口。
继承Thread类需要重写run()方法，而实现Runnable接口需要实现run()方法。
通过调用start()方法启动线程，线程将在自己的独立执行路径上执行任务。
2. 线程池（ThreadPoolExecutor）线程池是一种管理和复用线程的机制，可以避免频繁创建和销毁线程的开销。
Java提供了ThreadPoolExecutor类来实现线程池。
通过创建一个线程池，可以将任务提交给线程池，线程池会自动分配线程来执行任务。
线程池还可以控制并发线程的数量，避免系统资源被过度占用。
3. Callable和FutureCallable是一个带有返回值的任务，与Runnable接口类似，但它可以返回执行结果。
Java提供了Future接口来表示异步计算的结果。
通过调用submit()方法提交Callable任务给线程池，将返回一个Future对象，可以使用该对象获取任务的执行结果。
4. 并发集合（Concurrent Collections）Java提供了一些并发安全的集合类，例如ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue等。
这些集合类在多线程环境下使用时，可以避免出现线程安全问题。
并发集合类采用了一些特殊的数据结构和算法来保证线程安全性，能够高效地处理并发访问。
5. 锁（Lock）锁是一种同步机制，可以保证多个线程对共享资源的互斥访问。
Java提供了synchronized关键字来实现锁机制，也提供了Lock接口及其实现类来实现更加灵活的锁。
JAVA线程与并发编程基础教程
JAVA线程与并发编程基础教程第一章：引言1.1 什么是线程与并发编程1.2 线程与进程的关系1.3 并发编程的优势与挑战第二章：Java中的线程模型2.1 线程的生命周期2.2 线程的状态转换2.3 管理线程的方式第三章：创建与启动线程3.1 继承Thread类创建线程3.2 实现Runnable接口创建线程3.3 Callable与Future接口创建线程3.4 启动线程的方式与顺序第四章：线程的同步与互斥4.1 什么是线程同步4.2 synchronized关键字实现同步4.3 Lock与Condition接口实现同步4.4 volatile关键字实现线程间数据可见性 4.5 线程间的等待与唤醒第五章：线程池与任务调度5.1 什么是线程池5.2 Java中的线程池框架5.3 线程池的参数与配置5.4 任务调度与定时执行5.5 线程池的监控与管理第六章：并发编程的挑战与解决方案6.1 并发编程中的常见问题6.2 死锁与活锁6.3 饥饿与公平性6.4 安全发布与线程封闭6.5 并发编程中的性能问题与解决方案第七章：并发集合类7.2 ConcurrentLinkedQueue7.3 CopyOnWriteArrayList7.4 BlockingQueue与DelayQueue 7.5 并发集合类的应用场景第八章：线程间的通信与协作8.1 什么是线程间通信与协作8.2 wait与notify机制8.3 Condition接口的使用8.4 线程间的数据交换与共享第九章：原子操作与无锁编程9.1 什么是原子操作9.2 Java中的原子操作类9.3 无锁编程的概念与特点9.4 并发编程中的ABA问题9.5 原子操作与无锁编程的应用第十章：并发编程工具类10.2 CyclicBarrier10.3 Semaphore10.4 CompletableFuture与FutureTask 10.5 并发编程工具类的使用场景第十一章：性能调优与测试11.1 如何进行性能测试11.2 性能调优的方法与技巧11.3 Java中常见的性能问题11.4 JVM调优与GC优化11.5 并发编程中的性能优化策略第十二章：并发编程的最佳实践12.1 并发编程的最佳实践原则12.2 如何编写线程安全的代码12.3 并发编程中的设计模式12.4 并发编程的调试与排查技巧12.5 并发编程的未来发展与趋势通过以上章节的学习，读者将逐步掌握Java线程与并发编程的基础知识与技术。
线程池的使用和运行流程
线程池的使用和运行流程什么是线程池？线程池是一种常用的并发编程技术，通过预先创建一组线程，并将多个任务分配给这些线程来执行，以提高程序的性能和资源利用率。
线程池可以管理和控制线程的创建、执行和销毁，减少了线程创建和销毁的开销，同时也能够有效地控制线程数量，避免资源过度消耗问题。
线程池的优势使用线程池有以下优势：1.降低线程创建和销毁的开销：线程池在初始化时创建了一组线程，并在需要执行任务时重复利用这些线程，避免了频繁创建和销毁线程的开销。
2.控制线程数量：线程池可以设定最大线程数，防止线程过多导致系统资源耗尽，并可以根据任务负载动态调整线程池的大小。
3.提高程序性能和响应速度：线程池可以通过并发执行多个任务，从而提高程序的执行效率和响应速度。
4.提供线程管理和监控功能：线程池可以提供对线程的管理和监控，例如线程的状态、线程执行的任务数等。
线程池的使用步骤使用线程池可以按照以下步骤进行：1.创建线程池对象：使用线程池需要创建一个线程池对象，可以使用内置的线程池类或自定义线程池类进行创建。
2.提交任务：将需要执行的任务提交给线程池。
任务可以是实现Runnable接口或Callable接口的类。
3.执行任务：线程池会从池中选取一个线程来执行提交的任务，直到任务全部执行完毕或线程池关闭。
4.关闭线程池：当不再需要线程池时，需要显式地关闭线程池，释放资源。
可以调用线程池的shutdown()方法来关闭线程池。
线程池的运行流程线程池的运行流程如下：1.线程池初始化：在创建线程池对象时，需要根据需要设定线程池的参数，例如线程池的大小、任务队列的大小、拒绝策略等。
2.任务提交：将需要执行的任务提交给线程池，线程池将任务存放在任务队列中。
3.任务执行：线程池从任务队列中取出任务，并选择一个线程来执行任务。
线程执行完任务后，会继续从任务队列中取任务执行，直到任务队列为空。
4.线程管理：线程池会管理线程的状态和生命周期。
C语言技术的多线程与并发编程指南
C语言技术的多线程与并发编程指南在计算机科学领域中，多线程和并发编程是非常重要的概念。
它们可以提高程序的性能和效率，使得程序能够同时处理多个任务。
而C语言作为一种广泛应用的编程语言，也提供了一些强大的工具和技术来实现多线程和并发编程。
本文将为读者介绍C语言技术的多线程与并发编程指南。
一、多线程和并发编程的基本概念在开始讨论C语言技术之前，我们先来了解一下多线程和并发编程的基本概念。
多线程是指在一个程序中同时运行多个线程，每个线程都有自己的执行路径和执行状态。
而并发编程则是指程序的多个部分可以同时执行，无需等待其他部分的完成。
二、C语言中的多线程编程在C语言中，多线程编程主要依赖于线程库。
C语言提供了一些线程库，如POSIX线程库(pthread)和Windows线程库等。
这些库提供了一系列的函数和数据结构，用于创建、管理和同步线程。
1. 创建线程在C语言中，可以使用pthread_create函数来创建一个新的线程。
这个函数接受一个函数指针作为参数，用于指定新线程的入口点。
通过这个函数指针，我们可以指定新线程将要执行的代码。
2. 线程同步在多线程编程中，线程同步是一个重要的概念。
它可以确保多个线程之间的操作按照一定的顺序执行，避免出现竞争条件和数据不一致的问题。
C语言提供了一些线程同步的机制，如互斥锁(mutex)和条件变量(condition variable)等。
互斥锁用于保护共享资源，确保在任意时刻只有一个线程能够访问该资源。
通过使用互斥锁，我们可以避免多个线程同时访问共享资源而引发的问题。
条件变量则用于线程之间的通信和协调。
它可以让一个线程等待某个条件的发生，直到其他线程满足条件后发送信号，唤醒等待的线程。
3. 线程池线程池是一种常用的多线程编程技术。
它可以提前创建一定数量的线程，并将它们保存在一个池中。
当需要执行任务时，可以从线程池中获取一个空闲的线程来执行任务，避免了频繁地创建和销毁线程的开销。
C语言的多线程编程与并发执行
多线程编程与并发执行的介绍什么是多线程编程？多线程编程是一种软件开发技术，它允许程序同时执行多个任务。
在传统的单线程编程中，程序在执行完一个任务后才能开始执行下一个任务。
而在多线程编程中，程序可以同时执行多个任务，从而提高了程序的性能和响应速度。
为什么要进行多线程编程？多线程编程可以提高程序的并发性和响应能力。
通过同时执行多个任务，可以使程序更好地利用计算资源，并且可以提高程序的吞吐量和执行效率。
此外，多线程编程还可以简化复杂任务的处理，提高程序的可维护性和扩展性。
多线程编程的基本概念线程线程是程序执行的最小单位，它可以独立执行一段代码。
一个程序可以同时存在多个线程，并且这些线程可以并发执行。
并发执行并发执行是指多个线程同时执行任务的能力。
在多线程编程中，线程可以同时执行不同的任务，从而实现并发执行。
同步与互斥多个线程同时执行时，可能会访问共享资源。
为了保证共享资源的正确性，需要使用同步机制，比如锁和信号量，来实现线程间的互斥和同步。
线程调度线程调度是指操作系统根据一定的策略决定哪个线程先执行，哪个线程暂停执行，以及如何分配计算资源给每个线程。
C语言的多线程编程C语言是一种强大的编程语言，它提供了多线程编程的支持。
C语言中的多线程编程主要通过线程库来实现，比如POSIX线程库（pthread）和Windows线程库。
POSIX线程库（pthread）POSIX线程库是一种用于多线程编程的标准API，它可以让C语言程序在各种操作系统上进行多线程编程。
POSIX线程库提供了一组函数用于创建、管理和同步线程，并且提供了线程调度的支持。
Windows线程库Windows线程库是微软Windows操作系统上的多线程编程支持。
与POSIX线程库类似，Windows线程库也提供了一组函数用于创建、管理和同步线程，并且提供了线程调度的支持。
如何使用C语言进行多线程编程？创建线程在C语言中，可以使用pthread库或Windows线程库来创建线程。
并发编程的基础知识
并发编程的基础知识随着计算机技术的不断发展，现代的计算机系统越来越复杂，为了提高计算机系统的整体性能，现代计算机系统采用了并发编程。
并发编程是指多个任务在同一时间段内同时执行，它利用了多核心处理技术，能够更好地利用计算机系统的资源，提高系统的整体效率。
同时，因为多个任务同时进行，它也能够缩短处理时间，提高对外响应能力。
并发编程是一项核心技术，但是为了开发有效的并发程序，需要掌握一些基础知识。
一、线程和进程线程和进程都是并发编程的基本单位。
进程是应用程序在内存中的执行实例，每个进程都有自己的内存空间和系统资源，它是操作系统资源调度的基本单位。
而线程则是进程的一个执行单元，每个线程共享相同的内存空间和进程资源，线程的创建和撤销要比进程更加快速和高效。
在并发编程中，线程的使用比进程更加普遍。
这是因为进程的切换对操作系统的开销较大，而线程随时可以切换执行，减少了对操作系统的负担。
同时，线程可以共享数据和系统资源，并且数据共享的效率较高。
二、同步与互斥线程之间的协同和操作共享数据需要同步机制的支持。
同步和互斥是并发编程中最基本、最重要的问题之一。
同步是指多个线程之间的时序关系，它用于控制多个线程之间的协作和执行顺序。
比如说，一个线程对共享数据进行了修改，这时另一个线程需要读取这个数据，但是修改操作尚未完成，这时需要等待该线程所做的操作完成后再进行访问操作。
互斥是指同一时刻只有一个线程可以访问共享数据或临界资源，从而避免了多个线程同时修改同一个共享数据所引发的冲突问题。
互斥锁是实现互斥的一种常用机制，线程需要先获取互斥锁才能访问共享资源，完成后再释放互斥锁，以供其他线程使用。
三、死锁死锁是并发编程中一个通常会遇到的问题。
当多个线程尝试获取互斥锁时，如果在执行过程中发生互相等待的情况，就会产生死锁。
比如说，线程A需要获取互斥锁1和互斥锁2，而线程B需要获取互斥锁2和互斥锁1。
如果A先获取锁1，B先获取锁2，接着A尝试获取锁2，因为锁2已经被B获取，A会进入等待状态；而B也因为等待A释放锁1而进入等待状态。
Java并发编程与线程安全技术
Java并发编程与线程安全技术Java并发编程与线程安全技术（标题）介绍Java是一种广泛应用于大型企业级应用程序开发的编程语言。
在这样的应用中，多个任务可能会并发执行。
为了保证该应用的正确性和性能，开发人员需要了解Java的并发编程和线程安全技术。
本文将探讨Java并发编程的基本概念和线程安全技术的实践。
概念并发编程是一种程序设计的范式，它允许多个任务同时执行。
在Java中，线程是实现并发性的基本单位。
线程可以并发地执行多个函数或方法，从而提高应用程序的性能。
但是，并发编程也带来了一些问题，最重要的是线程安全性。
线程安全线程安全是指多个线程并发执行时，程序能够以正确的方式工作。
要实现线程安全，开发人员需要考虑以下几个方面：1. 互斥访问共享数据：当多个线程尝试同时修改共享数据时，可能会导致不确定的结果。
通过使用互斥机制，例如synchronized关键字或锁，可以确保同一时间只有一个线程可以修改共享数据。
2. 有序性：在多线程环境中，线程的执行顺序是无法预测的。
为了确保代码的执行顺序，可以使用volatile关键字，它保证了变量的修改对其他线程是可见的。
3. 线程间通信：在一些场景中，线程需要进行通信以便协调工作。
Java提供了wait()和notify()等方法来实现线程间的通信。
并发编程实践在编写并发程序时，以下几个重要的实践可以帮助确保线程安全：1. 尽量使用不可变对象：不可变对象是指一旦创建，就不可修改的对象。
使用不可变对象可以避免并发修改的问题，因为无法改变的对象是线程安全的。
2. 尽量减少共享数据：共享数据是并发编程中的潜在问题之一。
尽量避免多个线程访问和修改同一个数据对象，可以降低并发编程的复杂性。
3. 合理地使用锁：锁是保护共享数据的重要机制。
合理地使用锁可以防止线程之间的竞争，确保代码的正确性。
但是，过多地使用锁可能会导致性能下降。
4. 使用线程安全的数据结构：Java提供了一些线程安全的数据结构，例如ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList。
Java并发编程线程入门简介
Java并发编程:线程从一开始Java就被设计成支持并发编程的语言，java语言及其核心类库都有对并发编程的支持。
从5.0开始，Java平台引入了一些高层的并发接口。
本系列文章将尽可能的概括这些内容。
进程与线程并发编程模式中，有两个基本执行单元：进程与线程。
进程和线程是现代操作系统的基本概念。
一个进程拥有独立完备的执行环境，进程拥有私有的计算机资源，比如独立的内存空间、代码段、指令寄存器等等。
进程在操作系统中基本等同于应用程序。
最终用户看到的独立程序有可能是多个互相协作的进程，为了方便进程之间的通信，大多数操作系统支持进程间通信(Inter Process Communication, IPC)资源，比如管道和端口。
IPC往往不仅仅在同一台计算机系统上使用，也往往运用于不同计算机系统之间的通信。
线程通常也称轻量级进程，线程拥有的资源比进程的要少。
线程只存在于进程中，一个进程可以包含多个线程。
比如一个Java程序中可以有多个线程存在。
线程不拥有独立的内存空间，而是和同进程内的其他线程共享进程的内存空间。
由于线程共享进程的资源(内存或者打开的文件)，同进程的线程之间往往需要大量的互斥和同步，保证资源使用的可确定性。
这在前面文章中已经说过，资源共享是并发编程中同步和互斥的根源。
由于进程的特性，使得它们之间资源共享的冲突比较少，因此并发编程主要是针对线程的，多线程编程是Java程序的基本特征。
因此这儿讲的并发编程主要是针对Java线程编程的。
Java线程简单来说，每个Java线程都有一个Thread实例与之对应。
创建线程对象的方法通常有两种：1.直接创建和管理，也就是每当程序需要异步执行任务时就实例化一个Thread对象，然后自己管理其生命周期。
2.抽象线程管理，使其从程序代码中分离开来。
这些接口在java 5之后的java.util.concurrency包中提供。
我们先讨论第一种方式，java.util.concurrency包提供的高层工具我们在后面的文章再讨论。
如何进行多线程和并发编程
如何进行多线程和并发编程多线程和并发编程是现代计算机科学领域中非常重要的概念，对于提升程序的性能和效率具有至关重要的影响。
本文将介绍多线程和并发编程的概念、原理以及实现方法，以帮助读者了解如何进行多线程和并发编程。
一、多线程和并发编程的概念多线程指的是在一个程序中使用多个线程来执行不同的任务。
它允许同时执行多个任务，从而提高程序的性能和响应速度。
并发编程则是指多个线程同时执行的概念，使得程序能够充分利用计算机的资源，提高系统的吞吐量和响应性能。
二、并发编程的优势和应用场景并发编程具有如下优势：1. 提高程序的性能和效率：通过并发编程，程序可以同时执行多个任务，充分利用计算机资源，提高程序的性能和效率。
2. 提高系统的吞吐量和响应性能：通过将任务并行化，程序可以更快地响应用户请求，提高系统的吞吐量和响应性能。
3. 充分利用多核处理器：现代计算机通常采用多核处理器，通过并发编程可以充分利用多核处理器的优势。
并发编程适用于以下场景：1. 需要处理大量计算密集型任务的程序：通过并发编程，可以将任务划分为多个子任务，并行地执行，加快处理速度。
2. 需要处理大量网络请求的服务器程序：通过并发编程，可以同时处理多个网络请求，提高系统的吞吐量和响应性能。
3. 需要处理大量IO操作的程序：通过并发编程，可以充分利用IO 等待时间，提高程序的效率。
三、多线程的实现方法1. 继承Thread类：```javapublic class MyThread extends Thread {public void run() {// 线程执行的代码}public static void main(String[] args) {MyThread thread = new MyThread();thread.start();}}```2. 实现Runnable接口：```javapublic class MyRunnable implements Runnable {public void run() {// 线程执行的代码}public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(new MyRunnable());thread.start();}}```3. 使用线程池：```javaExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); for (int i = 0; i < 10; i++) {Thread thread = new MyThread();executor.execute(thread);}executor.shutdown();```四、并发编程的注意事项1. 线程安全性：并发编程中最常见的问题是线程安全性。
第9章 多线程和异步编程
第九章
多线程和异步编程
本章目标
了解进程及线程的概念
掌握使用C#进行多线程的创建及简单控制 掌握线程的同步策略
了解线程池技术
掌握异步编程的设计与实现技术
4
线程简介
同时执行所有任务， 时间更少，效率更高
一览无遗
操作系统允许计算机 同时执行多项操作
在同一时间点执行各项进程
人 体 血液循环 程序 （进程）
5
读 ，写
• 编译程序 • 发送/接收邮件 • 打印文件 • 其他
概述
这样的运行方式会浪费 计算机宝贵的处理能力
程序3 程序2 程序1
例如：等待用户输入的时候
多任务
通俗的来说,就是一个人在同一时间做几件事情
我们也要让电脑能在同一时间做多个事情.这样我们就必然引入多任务的思想.
所以在这一章节里我们会详细的说到多任务的技术,以及进程和线程 的概念,以及如何使用线程,委托等操作
使用SynchronizationAttribute 属性为ContextBoundObject 类型对象提供简单、自动的线程同步
只有成员字段和成 员方法被同步
25
静态方法和字段不被 保护，允许多个线程 同时访问
同步上下文
额外代码 好处 从特定类继承，再加属性
从ContextBoundObject类继承
20
无优先级线程，同时执行，输出无序….
示例
static void Main(string[] args) { = “主线程"; Thread objThreadOne = new Thread(new ThreadStart(TaskOne)); = “子线程 1"; Thread objThreadTwo = new Thread(new = “子线程 2";
并发编程 知识点
并发编程1. 什么是并发编程？并发编程是一种编程方式，旨在同时执行多个独立任务，以提高程序的性能和效率。
在并发编程中，不同的任务可以在同一时间段内同时进行，而不需要等待其他任务的完成。
2. 并发编程的优势并发编程具有以下优势： - 提高系统的响应能力：通过同时执行多个任务，可以更好地响应用户的请求。
- 提高系统的性能：并发编程可以充分利用多核处理器的能力，提高系统的处理能力。
- 提高系统的可靠性：通过将任务分解为多个独立的子任务，并发编程可以减少单点故障的风险，提高系统的可靠性。
3. 并发编程的挑战并发编程也面临一些挑战，包括以下方面： - 线程安全：并发编程中多个线程可能同时访问和修改共享数据，因此需要采取措施来确保数据的一致性和正确性。
- 死锁：当多个线程相互等待对方释放资源时，可能会导致死锁的发生，从而导致程序无法继续执行。
- 竞态条件：当多个线程同时竞争相同资源时，可能会导致结果的不确定性和错误。
4. 并发编程的基本概念在并发编程中，有一些基本概念需要了解： - 线程：线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。
在并发编程中，可以创建多个线程来同时执行不同的任务。
- 进程：进程是执行中的程序的实例。
一个进程可以包含多个线程。
- 锁：锁是一种同步机制，用于保护共享资源，防止多个线程同时访问和修改。
- 信号量：信号量是一种计数器，用于控制多个线程对共享资源的访问。
它可以控制同时访问共享资源的线程数量。
- 条件变量：条件变量是一种同步机制，用于线程之间的通信。
它可以使线程等待某个条件满足后再继续执行。
5. 并发编程的实践在实践中，可以采用以下方法来进行并发编程： - 使用多线程：通过创建多个线程来同时执行不同的任务，以提高程序的性能和效率。
- 使用线程池：线程池是一种管理线程的机制，可以预先创建一组线程，并复用它们来执行多个任务。
- 使用锁和同步机制：通过使用锁和同步机制，可以保护共享资源的访问，防止多个线程同时修改数据导致的错误。
并发和多线程编程技术
并发和多线程编程技术随着计算机技术的发展，计算机的处理速度越来越快，同时计算机的内存和硬盘容量也不断提升。
虽然计算机可以快速处理大量的数据和运算，但是有些问题的解决需要多个任务同时执行，这就需要并发和多线程编程技术。
一、什么是并发和多线程并发是指在同一时间段内，多个任务同时执行的现象，这些任务可以在同一处理器上执行，也可以在多个处理器上执行。
并发编程是指在编程中使用并发的技术，使得程序可以同时执行多个任务。
多线程是指在一个程序中，同时执行多个线程，每个线程都是独立的，拥有自己独立的执行流程和局部变量，同时也可以访问进程中的共享数据。
多线程编程是指在编程中使用多线程的技术，使得程序可以同时执行多个任务，并且这些任务可以并发执行。
二、为什么需要并发和多线程并发和多线程的主要作用是提高程序的运行效率和减少运行时间。
如果一个程序只有一个线程，那么程序的运行就是顺序的，必须等待当前任务执行完成后才能执行下一个任务。
而且，如果一个任务需要等待输入、输出或网络通信等就会导致程序停滞，浪费运行时间。
如果程序使用多线程来执行多个任务，那么在等待某个任务完成的同时，可以执行其他任务，避免程序的停滞，提高程序的运行效率。
另外，并发和多线程还可以使程序更加灵活，能够快速响应用户的操作，保持用户界面的流畅性。
多线程技术可以使程序同时处理用户的请求和后台处理任务，不会阻塞用户的操作。
三、如何使用并发和多线程在使用并发和多线程编程技术时，需要注意以下几点：1.线程安全：多个线程同时访问共同的数据时，可能会发生数据竞争，在操作顺序上出现问题。
因此在编写多线程程序时，需要确保共享数据的访问是线程安全的。
2.同步：在多线程编程中，为了保证数据的正确性，需要使用同步机制，保证多线程访问共享数据的顺序和执行次序。
3.锁：锁是一种同步机制，可以保证共享对象的独占访问，避免数据竞争。
4.死锁：当多个线程被一个共享锁串在一起，由于彼此都在等待对方释放自己需要的锁而陷入无限等待状态，称为死锁。
C语言技术的多线程和并发编程实践指南
C语言技术的多线程和并发编程实践指南随着计算机技术的发展，多线程和并发编程成为了现代软件开发中不可或缺的一部分。
C语言作为一种广泛应用的编程语言，也具备了支持多线程和并发编程的能力。
本文将为大家介绍C语言中多线程和并发编程的实践指南。
一、什么是多线程和并发编程多线程编程是指在一个程序中同时运行多个线程，每个线程都有自己的执行路径和执行状态。
多线程编程的好处在于可以提高程序的并发性和响应性，使得程序能够更高效地利用计算机的多核处理器。
并发编程是指多个任务在同一时间段内执行，这些任务可以是多个线程，也可以是多个进程。
并发编程的目标是实现任务的并行执行，提高程序的性能和效率。
二、多线程和并发编程的基础知识在开始多线程和并发编程之前，我们需要了解一些基础知识。
1. 线程：线程是程序中的执行单元，每个线程都有自己的栈空间和寄存器状态。
线程之间可以共享进程的资源，如内存和文件。
2. 互斥锁：互斥锁是一种用于保护共享资源的机制。
在多线程编程中，当多个线程同时访问共享资源时，会引发竞争条件。
互斥锁可以确保在某一时刻只有一个线程可以访问共享资源。
3. 条件变量：条件变量用于线程之间的同步和通信。
当一个线程需要等待某个条件满足时，可以使用条件变量进行等待。
当条件满足时，其他线程可以通过条件变量进行通知。
三、多线程和并发编程的实践指南1. 设计合理的线程模型：在开始多线程编程之前，我们需要仔细设计线程模型。
考虑到程序的需求和资源限制，确定需要创建的线程数量和它们之间的关系。
2. 合理使用互斥锁：在多线程编程中，互斥锁是保护共享资源的重要机制。
但是，过多地使用互斥锁可能会导致线程之间的竞争条件。
因此，我们需要合理地使用互斥锁，尽量减少其使用的频率和范围。
3. 使用条件变量进行线程同步：条件变量是线程之间进行同步和通信的重要工具。
当一个线程需要等待某个条件满足时，可以使用条件变量进行等待。
当条件满足时，其他线程可以通过条件变量进行通知。
【转】【JavaSE】多线程与并发编程（总结）
【转】【JavaSE】多线程与并发编程（总结）⼀、多线程概述进程与线程进程与线程的区别1. 线程是程序执⾏的最⼩单位，⽽进程是操作系统分配资源的最⼩单位2. ⼀个进程由⼀个或多个线程组成，线程是⼀个进程中代码的不同执⾏路线3. 进程之间相互独⽴，但同⼀进程下的各个线程之间共享程序的内存空间 (包括代码段，数据集，堆等) 及⼀些进程级的资源(如打开⽂件和信号等)，某进程内的线程在其他进程不可见4. 调度和切换：线程上下⽂切换⽐进程上下⽂切换要快得多线程(栈+PC+TLS)栈:⽤于存储该线程的局部变量，这些局部变量是该线程私有的，除此之外还⽤来存放线程的调⽤栈祯。
我们通常都是说调⽤堆栈，其实这⾥的堆是没有含义的，调⽤堆栈就是调⽤栈的意思。
那么我们的栈⾥⾯有什么呢？我们从主线程的⼊⼝main函数，会不断的进⾏函数调⽤，每次调⽤的时候，会把所有的参数和返回地址压⼊到栈中。
PC：是⼀块内存区域，⽤来记录线程当前要执⾏的指令地址。
Program Counter 程序计数器，操作系统真正运⾏的是⼀个个的线程，⽽我们的进程只是它的⼀个容器。
PC就是指向当前的指令，⽽这个指令是放在内存中。
每个线程都有⼀串⾃⼰的指针，去指向⾃⼰当前所在内存的指针。
计算机绝⼤部分是存储程序性的，说的就是我们的数据和程序是存储在同⼀⽚内存⾥的这个内存中既有我们的数据变量⼜有我们的程序。
所以我们的PC指针就是指向我们的内存的。
缓冲区溢出例如我们经常听到⼀个漏洞：缓冲区溢出这是什么意思呢？例如：我们有个地⽅要输⼊⽤户名，本来是⽤来存数据的地⽅。
然后⿊客把数据输⼊的特别长。
这个长度超出了我们给数据存储的内存区，这时候跑到了我们给程序分配的⼀部分内存中。
⿊客就可以通过这种办法将他所要运⾏的代码写⼊到⽤户名框中，来植⼊进来。
我们的解决⽅法就是，⽤⽤户名的长度来限制不要超过⽤户名的缓冲区的⼤⼩来解决。
TLS:全称：thread local storage之前我们看到每个进程都有⾃⼰独⽴的内存，这时候我们想，我们的线程有没有⼀块独⽴的内存呢?答案是有的，就是TLS。
并发编程的线程管理技巧
并发编程的线程管理技巧并发编程是指计算机程序中同时执行多个独立的任务或操作的能力，其中线程是并发编程中最常用的基本单元。
线程的管理是确保多线程应用程序的正确性和性能的关键因素之一。
本文将探讨一些有效的线程管理技巧，以提高并发编程的效率和可靠性。
一、合理使用线程池线程池是管理线程的一种常见机制，可以重用线程对象，减少线程创建和销毁的开销。
在并发编程中，合理使用线程池可以有效地控制线程的数量，提高系统的处理能力和响应速度。
1.1 设置合适的线程池大小线程池的大小是指线程池中可以容纳的最大线程数。
如果线程池大小过小，可能导致任务堆积和延迟；如果线程池大小过大，可能会造成资源浪费。
根据实际需求和系统配置，可以根据线程池大小的默认值进行调整。
1.2 使用适当的线程池类型Java中提供了多种线程池类型，如FixedThreadPool、CachedThreadPool和ScheduledThreadPool等。
根据任务类型和实际需求选择合适的线程池类型，以充分发挥线程池的优势。
二、避免死锁和资源竞争并发编程中最常见的问题之一就是死锁和资源竞争。
死锁是指两个或多个线程互相等待对方释放所持有的资源，从而无法继续执行的情况。
资源竞争是指多个线程试图同时访问共享资源，导致数据不一致或程序异常的情况。
2.1 合理设计锁和同步机制确保锁的粒度足够小，避免一个线程持有锁时阻塞了其他线程对共享资源的访问。
同时，使用合适的同步机制（如synchronized、Lock等）保证多线程之间的数据同步和互斥操作。
2.2 避免嵌套锁嵌套锁是指在一个锁内再次获取另一个锁。
这种嵌套锁可能导致死锁的风险，因此应该尽量避免使用嵌套锁。
三、合理利用线程间的通信机制线程间的通信是指在多线程环境中实现线程之间信息交换和同步的机制。
合理利用线程间的通信机制可以提高并发编程的效率和可靠性。
3.1 使用线程间的共享变量通过共享变量，不同的线程可以共享信息，实现数据的交换和同步。
Java并发编程与多线程优化实践指南
Java并发编程与多线程优化实践指南第一章：并发编程的基础在计算机系统中，并发是指多个独立的计算任务同时执行的能力。
而在Java中，并发编程就是通过线程实现多个任务的同时执行。
本章节将介绍并发编程的基础概念和Java中的线程模型。
1.1 线程的基本概念线程是操作系统中调度运行的最小单元。
在Java中，线程由Thread类实现，它具有独立的执行路径和运行状态。
编写并发程序时，我们可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程。
1.2 线程的生命周期线程的生命周期包括五个状态：新建、就绪、运行、阻塞和终止。
本节将详细介绍线程在不同状态之间的转换和具体的方法调用。
1.3 同步与互斥并发编程中最重要的问题之一就是线程的同步与互斥。
本节将介绍Java中的同步机制和关键字，如synchronized和volatile，以及如何使用它们保证多个线程之间的数据同步和互斥访问。
第二章：多线程的高级应用在第一章中，我们了解了并发编程的基础知识。
本章将进一步深入讨论多线程的高级应用，包括线程间的通信、线程池和线程安全。
2.1 线程间的通信在线程之间进行通信是并发编程中的关键问题之一。
本节将介绍Java中的线程间通信方式，包括共享内存、管程等，并提供实例演示其具体用法。
2.2 线程池线程池是一种重用线程资源的机制，可以在应用程序中管理线程的创建和销毁。
本节将介绍Java中的线程池实现，如ThreadPoolExecutor，以及如何合理配置线程池的参数。
2.3 线程安全在多线程环境下，线程的安全性是一个重要的考虑因素。
本节将讨论Java中的线程安全问题，包括原子性、可见性和有序性，以及如何通过锁、同步和原子类来确保线程的安全访问。
第三章：多线程的性能优化实践在实际的软件开发中，优化多线程程序的性能是一个关键问题。
本章将介绍一些常见的多线程性能优化技巧，以及如何利用Java提供的工具来分析和解决性能问题。
线程池 工作原理
线程池工作原理
线程池是一种并发编程的技术，它可以通过预先创建一定数量的线程，来处理多个任务，从而提高程序的运行效率。
线程池中包含若干个线程，这些线程可以执行多个任务。
线程池分为两类：定长线程池和可变长度线程池。
线程池的工作原理如下：
1. 线程池初始化
在初始化时，会创建一个线程池管理器，创建固定数量的线程池，将这些线程放在一个线程池数组中。
同时，创建一个任务队列，用来存储等待执行的任务。
2. 等待执行任务
当有任务到来时，线程池管理器从任务队列中取出一个任务，分配给其中一个空闲线程去执行。
如果此时线程池中的所有线程都在执行任务，则任务会被暂时缓存，等待有空闲的线程可以执行该任务。
3. 执行任务
线程池中的线程会竞争任务，并执行具体任务代码。
任务执行完毕之后，线程并不会结束生命周期，而是会进入等待状态，继续等待新的任务。
4. 结束任务
当线程池中的线程完成任务之后，如果没有新的任务需要执行，线程会进入休眠状态，等待新的任务的到来。
如果线程池不再需要使用，那么会将线程池中的线程全部终止。
线程池的作用是避免线程的频繁创建和销毁，相比于每次执行任务都创建和销毁线程，线程池可以大大降低线程创建和销毁的时间开销，提高程序运行效率。
线程和线程池详解
线程和线程池详解一．线程基本概念线程是程序执行流的最小单元，是CPU调度和分派的基本单位。
一个进程可以有一个或多个线程，各个线程之间共享进程的资源。
线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器，一组寄存器和栈），但它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。
二．线程状态新建：线程刚创建时处于新建状态。
就绪：当线程已经创建并且调用了start()方法后，它就处于就绪状态，等待被CPU调度执行。
运行：当线程获得CPU时间片后，它就处于运行状态。
阻塞：当线程由于某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行，并一直等待某个条件成立时，就会发生阻塞，等待锁被释放。
终止：当线程执行完毕或异常结束时，它就处于终止状态。
三．线程创建与启动在Java中，可以通过两种方式创建线程：继承Thread类或实现Runnable 接口。
如果需要创建多个线程，建议实现Runnable接口，因为Java不支持多重继承。
创建线程后，需要调用start()方法启动线程，而不是直接调用run()方法。
四．线程同步当多个线程需要访问同一资源时，需要保证这些线程之间的同步性，以避免出现数据不一致的问题。
Java提供了synchronized关键字来实现线程同步。
当一个方法或代码块被标记为synchronized时，同一时间只能有一个线程访问该方法或代码块。
五．线程间通信在多线程编程中，线程间通信是非常重要的。
Java提供了多种方式来实现线程间通信，如wait()、notify()、notifyAll()等。
这些方法可以在Object类中找到。
当一个线程需要等待另一个线程完成某个操作时，可以使用wait()方法使当前线程进入等待状态，然后在另一个线程完成操作后调用notify()或notifyAll()方法唤醒等待的线程。
六．线程池概念线程池是一种用于管理线程的机制，可以预先创建一定数量的线程，并将这些线程放入池中等待任务执行。
并发编程中的多线程与线程池技术
并发编程中的多线程与线程池技术随着计算机性能的不断提升和多核处理器的普及，多核并行技术成为了越来越重要的话题。
在传统的单线程模型中，无法充分利用硬件资源。
而在多线程模型中，可以使得程序在多个处理器核心上并发运行，从而提高程序的并发度和性能。
本文将重点介绍并发编程中的多线程与线程池技术。
一、多线程编程多线程是指在一个程序中同时运行多个线程，每个线程可以独立执行不同的任务，从而实现程序的并发执行。
实现多线程可以使用操作系统提供的线程库或者使用第三方库，如Java中的java.util.concurrent包。
1.线程生命周期线程有以下四种状态：新建状态、就绪状态、运行状态和终止状态。
- 新建状态：调用线程构造方法创建一个线程对象后，线程处于新建状态。
此时线程对象已经被创建，但是并没有开始执行。
- 就绪状态：当线程调用start()方法后，线程会进入就绪状态，等待获取CPU资源。
- 运行状态：当线程被分配到CPU资源并开始执行时，线程处于运行状态。
- 终止状态：线程执行结束或者抛出未处理异常后，线程会进入终止状态。
2.线程同步与互斥在多线程编程中，线程之间的执行顺序是不确定的，因此可能会出现竞争条件（Race Condition）和死锁（Deadlock）等问题。
为了避免这些问题，需要使用线程同步技术。
常见的线程同步技术有互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）和读写锁（ReadWriteLock）等。
其中，互斥锁是最常用的一种同步技术。
它在多个线程中起到协调访问共享资源的作用，防止数据竞争。
二、线程池技术线程池是一种重复使用的线程集合，可以在程序生命周期内创建线程并为它们分配任务，而不是在每个任务到来时创建一个新线程。
线程池中的线程可以分为两类：核心线程和非核心线程。
核心线程会一直存在，不会被回收，而非核心线程则会在任务执行完毕后一定时间内被回收。
线程池有以下优点：- 提高程序的并发度和吞吐量。
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阻塞队列
阻塞队列常用于多线程编程中，由于协调线程之间的合作；当队列是空的时 ，从队列中获取元素的操作将会被阻塞，或者当队列是满时，往队列里添加 元素的操作会被阻塞。 BlockingQueue是个接口，有如下实现类： 1. ArrayBlockQueue：一个由数组支持的有界阻塞队列。此队列按 FIFO（ 先进先出）原则对元素进行排序。 2. LinkedBlockQueue：一个可改变大小的阻塞队列。此队列按 FIFO（先 进先出）原则对元素进行排序。创建其对象如果没有明确大小，默认值是 Integer.MAX_VALUE。 3. PriorityBlockingQueue：类似于LinkedBlockingQueue，但其所含对 象的排序不是FIFO，而是依据对象的自然排序顺序或者是构造函数所带的 Comparator决定的顺序。 4. SynchronousQueue：同步队列。同步队列没有任何容量，每个插入必 须等待另一个线程移除，反之亦然。
自定义线程池还是具有相当大难度的
JDK自带的线程池
<<interface>> Executor
<<interface>> ExecutorService
AbstractExecutorService
ScheduledExecutorService
ThreadPoolExecutor
ScheduledThreadPoolExecutor
Java并发编程技术 欧阳宏基
本章内容
1.线程池的概念与工作原理 2. Executor并发编程框架以及线程池执行策略 3. Future与Callable 4. 线程锁 5. 利用Condition实现线程间通信 6. 阻塞队列
线程池的概念与工作原理
为什么使用线程池： 假设在一台服务器完成一项任务的时间为T T1 创建线程的时间 T2 在线程中执行任务的时间，包括线程间同步所需时间 T3 线程销毁的时间 那么T ＝ T1＋T2＋T3。
线程池的执行策略
Executors通过工厂方法提供了四种执行策略来管理工作线程 ，分别是： ①newSingleThreadExecutor：确保所有任务按照提交的先后 顺序由唯一工作线程来执行。 ②newFixedThreadPool：线程数量是固定的，随着任务的提 交而一一创建，直到数量达到最大值。 ③newCachedThreadPool：一个可缓存的线程池，线程池大 小完全依赖于操作系统（或者JVM）能够创建的最大线程数， 并且能根据当前任务的数量来调整线程池中线程的个数，适合 于执行生存周期较短的异步任务。
T1,T3是多线程本身的带来的开销，希望减少T1,T3所用的时间，从而减 少T的时间。如果在程序中频繁的创建或销毁线程，这导致T1和T3在T中占 有相当比例。显然这是突出了线程的弱点（T1，T3），而不是优点（并发 性）。 线程池技术正是关注如何缩短或调整T1,T3时间的技术，从而提高服务器 程序性能的。它把T1，T3分别安排在服务器程序的启动和结束的时间段或者 一些空闲的时间段，这样在服务器程序处理客户请求时，不会有T1，T3的开 销了。
见源文件：ThreadPoolExecutorTest.java
线程池的执行策略
执行策略是一种资源管理方式，通过限制并发的数量 来确保应用程序不会由于资源耗尽而失败。 执行策略主要从执行任务的线程、任务的执行顺序、 任务并发执行的个数、任务队列中等待执行的个数、 对哪个任务进行拒绝并如何通知应用程序等方面来定 义任务的执行，从而确保应用程序具有较好的性能。
利用Semaphore控制线程并发个数
Semaphore在提供线程同步的基础上，用来控制线程 并发的个数。
(1) 例如有5个座位，10个人要来坐，一次同时能容纳5个人坐， 只能等到有人离开后，其余人才能坐。坐这个座位要获得许可 权，这个许可权就是Semaphore。 (2)剩余的5个人随机获得许可权，或者按照Semaphore设定的 顺序来获得许可权。 见源文件：Semaphore/SemaphoreTest.java
某些情况下，需要执行一组任务，哪个任务先完成，就先取哪个任务的值 。这种情况下可以使用CompletionService。 CompletionService将生产新的异步任务与使用已完成任务的结果分离开 来的服务。生产者 submit 执行的任务。使用者 take 已完成的任务，并按 照完成这些任务的顺序处理它们的结果。 见源文件：callable/CompletionServiceTest.java
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线程池的工作原理
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创建线程池
要设计一个线程池至少要考虑以下几个方面： ①对任务进行描述的类，包含线程池中线程执行的所 有信息。 ②可动态变化的、保存任务的队列。 ③线程池管理器，用来创建、销毁线程池，提供对任 务的调用与转发。 ④处理任务的工作线程类。 ⑤查询线程，用来检测任务的完成情况。 ⑥拒绝策略。
CyclicBarrier同步工具
一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到 到达某个公共屏障点 (common barrier point)。公 共屏障点可以在线程运行过程中设置多次。 例如：大家约好7点在学校门口 集合(屏障)，然后一起出发去公 园，到公园后自由活动，下午5 点在公园门口集合(屏障)返回。
见源文件：CountDownLatch/CountDownLatchTest.java
CountDownLatch同步工具
模拟抢红包程序中存在一个缺陷： 最先启动的线程抢到红包的概率是很大的，那么如何 该让所有的线程都具备抢到红包的概率呢？
解决思路：让所有线程都启动后等待一个计数器，当这个计数 器减为0时，再这些线程来执行抢红包的逻辑，这样的话所有 线程的机会都是相等的。
见源文件：BlockingQueue/BlockingQueueTest.java
阻塞队列
应用场景： 可以利用两个只包含一个元素的阻塞队列实现线程同步(生产者消费者)。
Queue1.put() Queue2.put()
Queue2.take() Queue1.put()
Queue1.take()
Queue2.put()
见源文件：BlockingQueue/BlockingQueueTest1.java
相关练习
(1)已知有16个日志对象，在一个线程中每隔1秒打 印一条日志对象，程序源码如备注所示。 要求：在源代码基础上进行修改，要求采用4个线 程在4秒中将日志对象打印完毕。
见源文件：BlockingQueue/BlockingQueueTest2.java
核心线程池对象- ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor是线程池体系中的核心类，用来创建和维护线程池对象 。主要属性如下： corePoolSize：核心线程数量(包括空闲线程) maximumPoolsize: 线程池中能创建的最大线程数 keepAliveTime: 当线程数大于核心数时, 空闲线程被销毁前等待任务的最长 时间 unitkeepAliveTime: 参数的时间单位 workQueue: 保存任务的队列，任务实现Runnable接口，由Execute方法调 用执行 threadFactory：创建线程对象所使用的工厂。 handler:由于超出线程范围和队列容量而使执行任务被阻塞时采用的处理程 序
见源文件：ThreadPoolTest.java
④newScheduledThreadPool：创建一个大小无限的线程池。 此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
见源文件：ScheduledThreadPoolTest.java
Callable&Future
采用实现Runnable接口的线程无法取得返回值。 Callable是接口，其中包含一个call方法，该方法具有返回值。实现 Callable接口的类能够当做多线程中的任务类。 Future类可以拿到Callable的返回值，Future的类型应该与Callable返回值 类型一致。 见源文件：callable/CallableAndFutureTest.java
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线程池的概念与组成部分
线程池：一种管理一定数量线程的手段，线程池中的线程数量 是由运行时机器容量、负载的配置信息以及动态信息决定。 应用程序在启动时创建一定数量的线程放入线程池，线程池 通过将需要并发运行的任务放入到任务队列中等待空闲线程 来处理。 组成部分： (1) 线程池管理器（ThreadPoolManager）:用于创建并管理 线程池 (2) 工作线程（WorkThread）: 线程池中线程 (3) 任务接口（Task）:每个任务必须实现的接口，以供工作 线程调度任务的执行。 (4) 任务队列:用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。
见源文件：lock/LockTest.java 见源文件：lock/BonusTest.java
线程锁
锁的分类： (1) 读锁 (2) 写锁 接口ReadWriteLock 维护了一对相关的锁，一个用于只读操 作，另一个用于写入操作。如果只进行读操作，那么多个线程 可以对同一个共享资源加多次读锁。 写入锁是独占的，用在对共享资源进行修改的情况下。多个线 程要同时进行修改操作，一次只能有一个线程加写锁。在进行 写操作时，不能加读锁。
屏障1
屏障2
见源文件:CyclicBarrier/ CyclicBarrierTest.java
CountDownLatch同步工具
倒计时计数器，调用该对象的countDown()方法将技 术值减1，等到减到0为止，所有等待该计数器的线程 开始运行。 应用场景：在比赛中，所有运动员等到裁判鸣哨，然 后比赛开始，裁判等到所有运动员到终点后，比赛结 束。
线程锁
传统实现线程同步的方法： (1) synchronized代码段 (2) synchronized方法 JDK1.5之后提供了线程锁技术来实现同步 线程锁的特点： (1) 比传统线程技术中的synchronized关键字更加面向对象，在实现互斥( 同步)的代码中，必须要获得相应的锁对象。 (2) 上锁操作的相关代码出现在资源所在类的方法中，而不是线程代码中。