Java并发编程实践

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java多线程实际应用案例

java多线程实际应用案例

java多线程实际应用案例Java多线程是一种并发编程的方式,可以使程序同时执行多个任务,提高程序的执行效率和响应速度。

下面列举了十个Java多线程实际应用案例。

1. 电商网站订单处理:在一个电商网站中,订单的处理是一个非常繁琐且耗时的工作,可以使用多线程实现订单的并发处理,提高订单处理的效率。

2. 聊天软件消息发送:在聊天软件中,用户发送消息是一个频繁的操作,可以使用多线程实现消息的并发发送,提高用户体验。

3. 数据库读写操作:在数据库的读写操作中,读操作可以使用多线程并发执行,提高数据的读取速度;写操作可以使用多线程并发执行,提高数据的写入速度。

4. 图像处理:在图像处理中,可以使用多线程实现图像的并行处理,提高图像处理的速度。

5. 视频编解码:在视频编解码中,可以使用多线程实现视频的并行编解码,提高视频的处理速度。

6. 网络爬虫:在网络爬虫中,可以使用多线程实现并发的爬取网页数据,提高爬虫的效率。

7. 游戏开发:在游戏开发中,可以使用多线程实现游戏的并行处理,提高游戏的运行速度和响应速度。

8. 大数据处理:在大数据处理中,可以使用多线程实现并发的数据处理,提高大数据处理的效率。

9. 并发服务器:在服务器开发中,可以使用多线程实现并发的请求处理,提高服务器的并发能力。

10. 并发任务调度:在任务调度中,可以使用多线程实现并发的任务执行,提高任务的执行效率。

在实际应用中,多线程不仅可以提高程序的执行效率和响应速度,还可以充分利用多核处理器的优势,实现并行计算和并发处理。

然而,多线程编程也面临着诸多挑战,如线程安全、死锁、资源竞争等问题,需要设计合理的线程同步和互斥机制,确保程序的正确性和稳定性。

因此,在使用多线程编程时,需要仔细考虑线程间的依赖关系和数据共享问题,合理规划线程的数量和调度策略,确保多线程程序的正确性和性能。

Java并发编程实践-电子书-01章

Java并发编程实践-电子书-01章

第一章Java并发编程实践基础第一章Java并发编程实践基础 (1)1.1 进程与线程 (2)1.1.1 进程 (2)1.1.2 线程 (6)1.2 创建多线程 (7)1.2.1 继承Thread 创建线程 (8)1.2.2 实现Runnable 接口创建线程 (8)1.2.3 线程池 (9)1.3 线程的基本控制 (12)1.3.1 使用Sleep 暂停执行 (13)1.3.2 使用join 等待另外一个线程结束 (13)1.3.3 使用中断(Interrupt)取消线程 (15)1.3.4 使用Stop 终止线程 (18)1.3.5 结束程序的执行 (19)1.4 并发编程实践简述 (19)参考文献: (20)1.1进程与线程进程和线程是两个既有关系,又有重大区别的计算机概念,本届首先回顾一下进程和线程的基本概念,然后讲解一下他们的区别,最后是Java 线程概念模型。

1.1.1进程讲解进程的概念时,首先会提到与之相关的另一个概念:程序。

首先介绍程序的概念,然后引入进程。

1.1.1.1程序与资源共享1.程序的封闭性与可再现性在程序设计中,程序员习惯于用顺序方式编制程序。

例如,一个比较典型的顺序程序是:先从某一外部设备(例如磁盘)上输入数据,随之一步一步进行计算,最后将计算结果输出。

计算机中的这种程序活动有如下几个特点:(1)一个程序在机器中运行时独占全机资源,因此除了初始状态外,只有程序本身规定的动作才能改变这些资源的状态。

(2)机器严格地顺序执行程序规定的动作。

每个动作都必须在前一动作结束后才能开始,除了人为干预造成机器暂时停顿外,前一动作的结束就意味着后一动作的开始。

程序和机器执行程序的严格一一对应。

(3)程序的执行结果与它的运行速度无关。

也就是说,处理机在执行程序两个动作之间的停顿不会影响程序的执行结果。

上述特点概况起来就是程序的封闭性和可再现性。

所谓封闭性指的是程序一旦开始运行,其计算结果就只取决于程序本身,除了人为地改变机器的运行状态或机器故障以外,没有其它因素能够对程序的运行过程施加影响。

Java定时任务Quartz(三)——并发

Java定时任务Quartz(三)——并发

Java定时任务Quartz(三)——并发1 前⾔根据 Quartz 的设计,⼀个 Job 可以绑定多个 Trigger,必然会遇到并发的问题。

2 并发2.1 复现让我们编写⼀个并发的例⼦:1/**2 * @author pancc3 * @version 1.04*/5public class AcceptConcurrentDemo {67public static void main(String[] args) throws SchedulerException, InterruptedException {8 JobDetail detail = JobBuilder.newJob(AcceptConcurrentJob.class)9 .withIdentity("detail", "group0")10 .build();111213 Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()14 .withIdentity("ben_trigger")15 .usingJobData("name", "ben")16 .startNow()17 .build();1819 Trigger triggers = TriggerBuilder.newTrigger()20 .withIdentity("mike_trigger")21 .usingJobData("name", "mike")22 .forJob("detail", "group0")23 .startNow()24 .build();252627 Scheduler scheduler = new StdSchedulerFactory().getScheduler();2829 scheduler.start();30 scheduler.scheduleJob(detail, trigger);31 scheduler.scheduleJob(triggers);32/*33 * 6 秒钟后关闭34*/35 Thread.sleep(6_000);36 scheduler.shutdown();37 }3839 @Data40public static class AcceptConcurrentJob implements Job {41private String name;4243 @Override44public void execute(JobExecutionContext context) {45try {46 System.out.printf("i am %s \n", name);47 Thread.sleep(2_000);48 } catch (InterruptedException e) {49 e.printStackTrace();50 }51 }52 }53 }请注意上边的 Details 的 Identity ,设置为 group0.detail,同时我们创建了两个 Trigger,第⼆个 trigger 在创建的时候通过指定 Identity 绑定到了⽬标 Job,接着提交这个 Job,与两个 Trigger ,可以看到两个触发器同时出发了 Job 的 execute ⽅法上边的代码也可以简化为以下形式:1/**2 * @author pancc3 * @version 1.04*/5public class AcceptConcurrentDemo {67public static void main(String[] args) throws SchedulerException, InterruptedException {8 JobDetail detail = JobBuilder.newJob(AcceptConcurrentJob.class)9 .withIdentity("detail", "group0")10 .build();111213 Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()14 .withIdentity("ben_trigger")15 .usingJobData("name", "ben")16 .startNow()17 .build();1819 Trigger triggers = TriggerBuilder.newTrigger()20 .withIdentity("mike_trigger")21 .usingJobData("name", "mike")22 .startNow()23 .build();242526 Scheduler scheduler = new StdSchedulerFactory().getScheduler();2728 scheduler.start();29 scheduler.scheduleJob(detail, Sets.newHashSet(trigger,triggers),true);30/*31 * 6 秒钟后关闭32*/33 Thread.sleep(6_000);34 scheduler.shutdown();35 }3637 @Data38public static class AcceptConcurrentJob implements Job {39private String name;4041 @Override42public void execute(JobExecutionContext context) {43try {44 System.out.printf("i am %s \n", name);45 Thread.sleep(2_000);46 } catch (InterruptedException e) {47 e.printStackTrace();48 }49 }50 }51 }2.2 避免并发为了避免并发,我们可以使⽤官⽅提供的注解 @DisallowConcurrentExecution,通过在类上增加这个注解,我们可以观察到第⼆个 trigger 进⾏了排队处理: 1/**2 * @author pancc3 * @version 1.04*/5public class RejectConcurrentDemo {67public static void main(String[] args) throws SchedulerException, InterruptedException {8 JobDetail detail = JobBuilder.newJob(RejectConcurrentJob.class)9 .withIdentity("detail", "group0")10 .build();111213 Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger()14 .withIdentity("ben_trigger")15 .usingJobData("name", "ben")16 .startNow()17 .build();1819 Trigger triggers = TriggerBuilder.newTrigger()20 .withIdentity("mike_trigger")21 .usingJobData("name", "mike")22 .forJob("detail", "group0")23 .startNow()24 .build();252627 Scheduler scheduler = new StdSchedulerFactory().getScheduler();2829 scheduler.start();30 scheduler.scheduleJob(detail, trigger);31 scheduler.scheduleJob(triggers);32/*33 * 6 秒钟后关闭34*/35 Thread.sleep(6_000);36 scheduler.shutdown();37 }383940 @DisallowConcurrentExecution41 @Data42public static class RejectConcurrentJob implements Job {43private String name;4445 @Override46public void execute(JobExecutionContext context) {47try {48 System.out.printf("i am %s \n", name);49 Thread.sleep(2_000);50 } catch (InterruptedException e) {51 e.printStackTrace();52 }53 }54 }55 }3 避免并发的原理探索让我们找到 JobStore 的实现类,在这⾥是 RAMJobStore,点进去⽅法 org.quartz.simpl.RAMJobStore#acquireNextTriggers,可以看到这个⽅法的某个块:通过对 Job 类上的是否存在 DisallowConcurrentExecution 注解,如果存在,表⽰拒绝并发执⾏ execute ⽅法。

程序并发执行实验报告

程序并发执行实验报告

一、实验目的1. 理解并发执行的概念和原理。

2. 掌握多线程编程的基本方法。

3. 学会使用同步机制解决并发编程中的竞争条件。

4. 分析并发程序的性能和效率。

二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Java3. 开发工具:Eclipse三、实验内容1. 创建一个简单的并发程序,实现两个线程同时执行。

2. 使用同步机制解决并发程序中的竞争条件。

3. 分析并发程序的性能和效率。

四、实验步骤1. 创建一个简单的并发程序(1)创建一个名为ConcurrentTest的类,该类继承自Thread类。

(2)在ConcurrentTest类的run方法中,打印出当前线程的名字。

(3)在主函数中,创建两个ConcurrentTest对象,分别命名为thread1和thread2。

(4)启动thread1和thread2线程。

(5)等待thread1和thread2线程执行完毕。

2. 使用同步机制解决并发程序中的竞争条件(1)创建一个名为Counter的类,该类包含一个私有变量count和一个静态同步方法add。

(2)在add方法中,增加count变量的值。

(3)在主函数中,创建一个Counter对象counter。

(4)创建两个线程,分别调用counter对象的add方法。

(5)启动两个线程,并等待它们执行完毕。

3. 分析并发程序的性能和效率(1)在主函数中,记录两个线程开始执行的时间。

(2)在主函数中,记录两个线程执行完毕的时间。

(3)计算两个线程执行所需的时间差。

五、实验结果与分析1. 实验结果(1)简单的并发程序在控制台中,可以看到thread1和thread2线程交替打印出它们的名字。

(2)使用同步机制解决竞争条件在控制台中,可以看到Counter对象的count变量值正确地增加了。

(3)分析并发程序的性能和效率thread1和thread2线程执行所需的时间差为0.01秒。

2. 实验分析(1)简单的并发程序通过创建两个线程,实现了两个任务同时执行。

java实训总结8篇

java实训总结8篇

java实训总结8篇第1篇示例:Java实训是计算机科学领域必不可少的一部分,通过实训学习,可以帮助学生们更好地理解Java编程语言的应用和技巧。

在接受Java 实训的过程中,我收获颇丰,不仅提升了自己的编程能力,还学到了很多实践经验和团队协作的重要性。

在实训过程中,我们主要学习了Java基础知识,包括语法、数据类型、操作符、流程控制等等。

通过实际操作和编程练习,我们逐渐掌握了Java编程的技巧和方法。

在课堂上,老师会通过实例讲解和演示,让我们更直观地理解程序的运行原理和逻辑。

我们还要完成一些编程作业和小项目,这不仅锻炼了我们的编程能力,也提高了我们的解决问题的能力。

在团队项目中,我们体会到了团队协作的重要性。

在一个项目中,每个人都有自己的任务和责任,只有团结协作,才能顺利完成项目。

我们要相互配合,合理分工,共同解决遇到的问题,不断完善和改进项目。

通过项目实践,我们不仅学到了团队合作的技巧,还体会到了团队协作的意义和价值。

在实训中,我们还学习了一些Java框架和工具,如Spring、MyBatis等。

这些框架和工具可以帮助我们更高效地开发Java项目,提高代码的质量和性能。

通过学习和实践,我们更加深入地了解了Java编程的应用领域和发展趋势,为将来的工作打下了坚实的基础。

Java实训是一次宝贵的学习经历,让我们更加深入地了解了Java 编程语言的应用和技巧,提升了我们的编程能力和团队协作能力。

通过不断地实践和学习,我们能够更好地应对未来的挑战和机遇,成为优秀的Java程序员和团队合作者。

希望能够将学到的知识应用到实际工作中,不断进步和提高自己的专业技能。

【注:本文纯属虚构,如有雷同,纯属巧合。

】第2篇示例:本次Java实训总结,我从基础知识的学习和实践中获益良多。

通过训练,我深入了解了Java编程语言的特点、编程规范以及常见的应用场景和技巧,对于程序设计和开发也有了更深刻的理解。

在实训过程中,我系统地学习了Java语言的基础知识,例如数据类型、运算符、控制流程、数组、面向对象等概念。

多线程并发实验报告心得

多线程并发实验报告心得

多线程并发实验报告心得
一、实验介绍
本次实验是多线程并发实验,旨在通过编写多线程程序,掌握多线程编程的基本原理和技巧,并了解并发程序的运行机制。

二、实验环境
本次实验使用Java语言,在Eclipse开发环境下完成。

三、实验过程
1. 熟悉多线程编程的基本原理和技巧,包括线程的创建、启动、休眠等操作;
2. 编写多线程程序,模拟多个人同时购买火车票的场景;
3. 在程序中设置同步锁,保证只有一个人能够购买到票;
4. 运行程序,观察并发程序的运行机制。

四、实验结果
经过多次测试和调试,我们成功地编写出了一个模拟购票系统的多线程程序。

在运行过程中,我们观察到不同线程之间存在竞争关系,并且通过设置同步锁,保证了只有一个人能够成功购买到票。

五、心得体会
通过本次实验,我深刻地认识到了并发编程的重要性。

在日常开发中,很多应用都需要支持并发访问,在不加注意的情况下很容易出现资源
竞争等问题。

因此,在进行并发编程时,我们必须充分考虑并发访问
的可能性,并采取相应的措施来保证程序的正确性和稳定性。

同时,我也认识到了多线程编程的复杂性。

在编写多线程程序时,我
们需要考虑线程之间的协作关系、同步锁的设置、异常处理等问题,
这些都需要我们具备较高的编程技能和经验。

因此,在进行多线程编
程时,我们需要仔细思考,并且不断地积累经验。

最后,我认为本次实验对我的编程能力提升有很大帮助。

通过实践操作,我深入了解了多线程并发编程的原理和技巧,并且掌握了一些实
用的技巧和方法。

相信这些知识和经验将对我的日常开发工作产生积
极影响。

实战Java高并发程序设计

实战Java高并发程序设计
4.1 有助于提高“锁”性能的几点建议 139 4.1.1 减小锁持有时间 139 4.1.2 减小锁粒度 140 4.1.3 读写分离锁来替换独占锁 142 4.1.4 锁分离 142 4.1.5 锁粗化 144
4.2 Java 虚拟机对锁优化所做的努力 146 4.2.1 锁偏向 146 4.2.2 轻量级锁 146 4.2.3 自旋锁 146 4.2.4 锁消除 146
3.1 多线程的团队协作:同步控制 70 3.1.1 synchronized 的功能扩展:重入锁 71 3.1.2 重入锁的好搭档:Condition 条件 80 3.1.3 允许多个线程同时访问:信号量(Semaphore) 83 3.1.4 ReadWriteLock 读写锁 85 3.1.5 倒计时器:CountDownLatch 87 3.1.6 循环栅栏:CyclicBarrier 89 3.1.7 线程阻塞工具类:LockSupport 92
3.2 线程复用:线程池 95 3.2.1 什么是线程池 96 3.2.2 不要重复发明轮子:JDK 对线程池的支持 97 3.2.3 刨根究底:核心线程池的内部实现 102 3.2.4 超负载了怎么办:拒绝策略 106 3.2.5 自定义线程创建:ThreadFactory 109 3.2.6 我的应用我做主:扩展线程池 110 3.2.7 合理的选择:优化线程池线程数量 112 3.2.8 堆栈去哪里了:在线程池中寻找堆栈 113 3.2.9 分而治之:Fork/Join 框架 117
V
1.3.5 无等待(Wait-Free) 13 1.4 有关并行的两个重要定律 13
1.4.1 Amdahl 定律 13 1.4.2 Gustafson 定律 16 1.4.3 Amdahl 定律和 Gustafson 定律是否相互矛盾 16 1.5 回到 Java:JMM 17 1.5.1 原子性(Atomicity) 18 1.5.2 可见性(Visibility) 20 1.5.3 有序性(Ordering) 22 1.5.4 哪些指令不能重排:Happen-Before 规则 27 1.6 参考文献 27 第 2 章 Java 并行程序基础 ..............................................................................................................................29 2.1 有关线程你必须知道的事 29 2.2 初始线程:线程的基本操作 32 2.2.1 新建线程 32 2.2.2 终止线程 34 2.2.3 线程中断 38 2.2.4 等待(wait)和通知(notify) 41 2.2.5 挂起(suspend)和继续执行(resume)线程 44 2.2.6 等待线程结束(join)和谦让(yield) 48 2.3 volatile 与 Java 内存模型(JMM)50 2.4 分门别类的管理:线程组 52 2.5 驻守后台:守护线程(Daemon) 54 2.6 先干重要的事:线程优先级 55 2.7 线程安全的概念与 synchronized 57

如何在Java中进行并发计算和分布式系统的优化设计

如何在Java中进行并发计算和分布式系统的优化设计

如何在Java中进行并发计算和分布式系统的优化设计并发计算是指多个任务在同一时间段内同时执行的计算方式。

而分布式系统是指将一个计算机系统分布在不同的物理位置上,通过网络互联,形成一个整体的计算系统。

在Java中,可以使用多线程技术来实现并发计算,同时也可以使用分布式框架来优化分布式系统的设计。

1.并发计算的优化设计:在Java中,可以通过以下几种方式来优化并发计算的设计:1.1使用线程池:线程池是一个管理线程的工具,可以重用已创建的线程,有效地管理线程的创建和销毁。

通过使用线程池,可以避免频繁地创建和销毁线程所带来的开销,并且可以控制同时执行的线程数量,避免系统资源被过度占用。

1.2使用锁机制:Java提供了synchronized关键字和Lock接口来实现锁机制,可以保证多个线程访问共享资源的互斥性,避免数据竞争和不一致性。

在多线程环境下,通过合理的锁机制设计,可以提高并发计算的效率和准确性。

1.3使用并发容器:Java提供了一系列的并发容器,如ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue等,这些容器在多线程环境下具有较高的并发性能。

通过使用并发容器,可以避免手动实现线程安全的数据结构,减少错误和并发问题的发生。

1.4使用无锁算法:无锁算法是一种高效的并发计算方式,通过使用原子操作或CAS(Compare and Swap)指令来实现多个线程对共享资源的并发操作,避免了锁机制带来的性能损耗。

在Java中,可以使用Atomic类或java.util.concurrent.atomic包下的原子类来实现无锁算法。

1.5使用并行流和并行算法:Java 8引入了Stream API和并行流(Parallel Stream),通过将计算任务分解为多个子任务,然后并行执行,可以利用多核处理器的性能优势,提高计算速度。

同时,还可以使用Java 8提供的并行算法,如并行排序、并行归约等,进一步提高并发计算的效率。

多线程并发实验报告

多线程并发实验报告

一、实验目的1. 理解多线程并发编程的基本概念和原理;2. 掌握Java多线程编程的基本方法和技巧;3. 学习线程同步机制,解决线程安全问题;4. 熟悉线程调度策略,提高程序性能。

二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 开发工具:IntelliJ IDEA3. JDK版本:1.8三、实验内容1. 线程创建与启动2. 线程同步与互斥3. 线程通信与协作4. 线程池与线程调度5. 线程局部变量与共享变量四、实验步骤及结果分析1. 线程创建与启动实验步骤:(1)创建一个继承自Thread类的子类;(2)重写run()方法,定义线程的执行逻辑;(3)创建Thread对象,并调用start()方法启动线程。

实验结果:成功创建并启动两个线程,分别执行各自的run()方法。

2. 线程同步与互斥实验步骤:(1)创建一个共享资源;(2)使用synchronized关键字声明同步方法或同步代码块;(3)在同步方法或同步代码块中访问共享资源。

实验结果:线程在访问共享资源时,能够保证互斥,防止数据不一致。

3. 线程通信与协作实验步骤:(1)使用wait()和notify()方法实现线程间的通信;(2)创建共享对象,作为线程间通信的媒介;(3)在等待线程中调用wait()方法,在通知线程中调用notify()方法。

实验结果:线程能够通过wait()和notify()方法实现通信与协作,完成特定任务。

4. 线程池与线程调度实验步骤:(1)使用Executors工厂方法创建线程池;(2)提交任务到线程池;(3)关闭线程池。

实验结果:线程池能够有效地管理线程,提高程序性能。

5. 线程局部变量与共享变量实验步骤:(1)创建线程局部变量;(2)创建共享变量;(3)在各个线程中访问和修改线程局部变量与共享变量。

实验结果:线程局部变量在各个线程中独立存在,不会相互干扰;共享变量在各个线程中共享,需要使用同步机制保证数据一致性。

Java并发编程ArrayBlockingQueue的实现

Java并发编程ArrayBlockingQueue的实现

Java并发编程ArrayBlockingQueue的实现⼀、简介ArrayBlockingQueue 顾名思义:基于数组的阻塞队列。

数组是要指定长度的,所以使⽤ ArrayBlockingQueue 时必须指定长度,也就是它是⼀个有界队列。

它实现了 BlockingQueue 接⼝,有着队列、集合以及阻塞队列的所有⽅法。

ArrayBlockingQueue 是线程安全的,内部使⽤ ReentrantLock 来保证。

ArrayBlockingQueue ⽀持对⽣产者线程和消费者线程进⾏公平的调度。

当然默认情况下是不保证公平性的,因为公平性通常会降低吞吐量,但是可以减少可变性和避免线程饥饿问题。

⼆、数据结构通常,队列的实现⽅式有数组和链表两种⽅式。

对于数组这种实现⽅式来说,我们可以通过维护⼀个队尾指针,使得在⼊队的时候可以在 O(1)O(1) 的时间内完成;但是对于出队操作,在删除队头元素之后,必须将数组中的所有元素都往前移动⼀个位置,这个操作的复杂度达到了 O(n)O(n),效果并不是很好。

如下图所⽰:为了解决这个问题,我们可以使⽤另外⼀种逻辑结构来处理数组中各个位置之间的关系。

假设现在我们有⼀个数组 A[1…n],我们可以把它想象成⼀个环型结构,即 A[n] 之后是 A[1],相信了解过⼀致性 Hash 算法的童鞋应该很容易能够理解。

如下图所⽰:我们可以使⽤两个指针,分别维护队头和队尾两个位置,使⼊队和出队操作都可以在 O(1O(1 )的时间内完成。

当然,这个环形结构只是逻辑上的结构,实际的物理结构还是⼀个普通的数组。

讲完 ArrayBlockingQueue 的数据结构,接下来我们从源码层⾯看看它是如何实现阻塞的。

三、源码分析3.1 属性// 队列的底层结构final Object[] items;// 队头指针int takeIndex;// 队尾指针int putIndex;// 队列中的元素个数int count;final ReentrantLock lock;// 并发时的两种状态private final Condition notEmpty;private final Condition notFull;items 是⼀个数组,⽤来存放⼊队的数据;count 表⽰队列中元素的个数;takeIndex 和 putIndex 分别代表队头和队尾指针。

javaweb自学书籍推荐

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javaweb⾃学书籍推荐第⼀部分:Java语⾔篇1.《Java编程规范》适合对象:初级、中级介绍:这本书的作者是被誉为Java之⽗的James Gosling,⼊门者推荐阅读,对基础的讲解很不错。

2.《Java编程思想》适合对象:初级、中级介绍:⾖瓣给出了9.1的评分,全球程序员⼴泛赞誉。

有⼈说这本书不适合初学者,不过⼩编认为作者并没有对读者已有的知识经验有过多要求,只是要求读者需要知道基本的程序语⾔。

作者以通俗易懂及⼩⽽直接的⽰例解释了⼀个个晦涩抽象的概念,需要花时间细细研读。

3.《Java核⼼技术:卷I基础知识》适合对象:初级、中级介绍:官⽅机构图书,备⼀本总是没错的。

这本书⽐较全⾯也通俗易懂。

可以当字典的功能来⽤,学习⼊门必备。

4.《Java数据结构和算法》适合对象:初级、中级、⾼级介绍:这本书⽬前基本断货,⾜以说明抢⼿程度。

作者主要使⽤Java语⾔描述了我们常⽤的数据结构,值得⼀看。

5.《Java与模式》适合对象:中级、⾼级介绍:难得⼀见的国⼈写的Java好书。

主要讲解设计原则以及最为常见的设计模式的实⽤教材。

这本书出现的⽐较早,是初级到中⾼级必读的图书之⼀。

6.《SCJP学习指南》适合对象:初级、中级介绍:官⽅考试的必备图书,对检验⾃⼰的Java学习情况很有帮助。

这本书特别适合学⽣阅读,这本书理解透了,找⼯作⾯试Java题⽬不会有任何问题。

⼀些⼯作多年的⼯程师都会在⾥边遇到⼀些不会做的题⽬。

第⼆部分:中级进阶篇1.《重构:改善既有代码的设计》适合对象:中级、⾼级介绍:清晰揭⽰了重构的过程,解释了重构的原理和最佳实践⽅式,并给出了何时以及何地应该开始挖掘代码以及改善。

⼤师的杰作,让你明⽩软件是⼀步步改进的,不是⼀蹴⽽就的。

2.《XML⼊门经典》适合对象:初级、中级、⾼级介绍:很多⼈觉得没必要买XML书籍,不过我还是觉得推荐⼀本给你作为⼯具书,⽽且看本书可以使得你对XML⽅⽅⾯⾯有个了解。

java并发编程总结

java并发编程总结

java并发编程总结我跟你说啊,这java并发编程啊,就像一群小蚂蚁搬家似的。

你看啊,每个小蚂蚁就像是一个线程,都有自己要干的事儿。

我刚开始接触这java并发编程的时候啊,那脑袋就跟浆糊似的。

那些个概念啊,就像一群调皮的小鬼,在我眼前晃悠来晃悠去,什么线程安全啊,锁机制啊,我看着就头疼。

我那时候就皱着眉头,眼睛死死盯着那些代码,就好像那些代码会突然变成妖怪跑了似的。

这线程啊,就像一个个小工人。

有时候呢,它们很听话,各自干各自的活,有条不紊的。

但有时候啊,就乱套了。

就像几个小工人都要抢同一个工具,你争我夺的,这时候就容易出乱子。

这个时候就得用到锁机制,就好比给这个工具上了一把锁,一次只能一个小工人用,其他小工人就得等着。

我就记得我有一次啊,没把这个锁机制弄好,那程序运行起来就跟疯了似的,到处出错。

我就坐在那儿,抓着头发,嘴里嘟囔着:“这可咋整,这可咋整。

”再说说那个并发容器,这就像一个个特制的小盒子。

普通的盒子可能装东西的时候会有问题,但是这并发容器就不一样了。

它能让那些小蚂蚁,哦不,线程,很好地把东西放进去拿出来,不会乱了套。

我有个朋友啊,他也在学这个java并发编程。

有一回我们俩凑一块儿研究这并发容器呢,他就一脸迷惑地问我:“你说这东西咋就这么神奇呢?”我就笑着跟他说:“我也还没全整明白呢,就像雾里看花似的。

”这java并发编程里还有个线程池,这就像一个大的劳务市场。

那些小工人,也就是线程,都在这个劳务市场里等着被分配任务。

要是没有这个线程池啊,就好比每次有任务都得重新去招人,那多麻烦啊。

但是管理这个线程池也不容易啊,就像管理一个大市场,得知道什么时候让工人进去干活,什么时候让工人休息,可复杂了。

我有次试着调整线程池的参数,弄了半天,感觉就像在黑暗里摸索,眼睛瞪得老大,就盼着能一下子找到那个合适的点。

在这java并发编程的世界里啊,就像在一个大的迷宫里。

有时候你觉得你找到了出口,可一转弯又迷了路。

java并发编程之三--CyclicBarrier的使用

java并发编程之三--CyclicBarrier的使用

java并发编程之三--CyclicBarrier的使⽤CyclicBarrier 允许⼀组线程全部等待彼此达到共同屏障点的同步辅助。

循环阻塞在涉及固定⼤⼩的线程⽅的程序中很有⽤,这些线程必须偶尔等待彼此。

屏障被称为循环,因为它可以在等待的线程被释放之后重新使⽤。

A CyclicBarrier⽀持⼀个可选的命令,每个屏障点运⾏⼀次,在派对中的最后⼀个线程到达之后,但在任何线程释放之前。

在任何⼀⽅继续进⾏之前,此屏障操作对更新共享状态很有⽤。

实现原理:在CyclicBarrier的内部定义了⼀个Lock对象,每当⼀个线程调⽤await⽅法时,将拦截的线程数减1,然后判断剩余拦截数是否为初始值parties,如果不是,进⼊Lock对象的条件队列等待。

如果是,执⾏barrierAction对象的Runnable⽅法,然后将锁的条件队列中的所有线程放⼊锁等待队列中,这些线程会依次的获取锁、释放锁。

构造⽅法 CyclicBarrier(int parties)创建⼀个新的 CyclicBarrier ,当给定数量的线程(线程)等待它时,它将跳闸,并且当屏障跳闸时不执⾏预定义的动作。

CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)创建⼀个新的 CyclicBarrier ,当给定数量的线程(线程)等待时,它将跳闸,当屏障跳闸时执⾏给定的屏障动作,由最后⼀个进⼊屏障的线程执⾏。

⽅法int await() 等待所有 parties已经在这个障碍上调⽤了 await 。

int await(long timeout, TimeUnit unit) 等待所有 parties已经在此屏障上调⽤ await ,或指定的等待时间过去。

int getNumberWaiting() 返回⽬前正在等待障碍的各⽅的数量。

int getParties() 返回旅⾏这个障碍所需的parties数量。

Java并发编程实践-电子书-08章

Java并发编程实践-电子书-08章

第八章原子变量与非阻塞算法第八章原子变量与非阻塞算法 (1)8.1.锁的劣势 (2)8.2.原子变量类 (2)8.3.非阻塞算法 (5)参考文献 (8)本章首先分析锁的劣势,然后分析原子变量类和非阻塞算法的优势。

本章内容与第3章和第4章内容,紧密相关。

相关内容情况参考前述章节。

8.1. 锁的劣势从前面的章节可以看到,使用一致的加锁协议来协调对共享状态的访问,确保当线程持有守护变量的锁时,线程都能独占地访问这些变量,并且保证随后获得同一锁的线程都能看见该线程对变量所作的修改。

Java虚拟机能够对非竞争锁的获取和释放进行优化,让它们非常高效,但是如果有多个线程同时请求锁,Java虚拟机就需要向操作系统寻求帮助。

倘若了出现这种情况,一些线程将可能被挂起,并稍后恢复运行。

从线程开始恢复,到它真正被调度前,可能必须等待其他线程完成它们的调度限额规定的时问。

挂起和恢复线程会带来很大的开销,并通常伴有冗长的中断。

对于基于锁,并且其操作过度细分的类(比如同步容器类,大多数方法只包含很少的操作),当频繁地发生锁的竞争时,调度与真正用于工作的开销间的比值会很可观。

加锁还有其他的缺点。

当一个线程正在等待锁时,它不能做任何其他事情。

如果一个线程在持有锁的情况下发生了延迟(原因包括页错误、调度延迟,或者类似情况),那么其他所有需要该锁的线程都不能前进了。

如果阻塞的线程是优先级很高的线程,持有锁的线程优先级较低,那么会造成性能风险,被称为优先级倒置(priority inversion)。

即虽然更高的优先级占先,但它仍然需要等待锁被释放,这导致它的优先级会降至与优先级较低的线程相同的水平。

如果持有锁的线程发生了永久性的阻塞(因为无限循环、死锁、活锁和其他活跃度失败),所有等待该锁的线程都不会前进了。

即使忽略上述的风险,加锁对于小的操作而言,仍然是重量级(heavy weight)的机制,比如自增操作。

需要有更好的技术用来管理线程之问的竞争。

java多线程的实验报告

java多线程的实验报告

java多线程的实验报告《Java多线程的实验报告》在当今的计算机科学领域中,多线程编程已经成为一种非常重要的技能。

Java作为一种流行的编程语言,也提供了丰富的多线程编程支持。

本文将介绍一些关于Java多线程的实验报告,以便更好地理解和掌握这一技术。

首先,我们需要了解什么是多线程编程。

简单来说,多线程编程就是在一个程序中同时执行多个线程,每个线程都可以独立执行不同的任务。

这种并发执行的方式可以提高程序的性能和响应速度,特别是在处理大量的并行任务时。

在Java中,我们可以通过创建Thread类的实例来实现多线程编程。

例如,我们可以创建一个继承自Thread类的子类,并重写其run()方法来定义线程的执行逻辑。

然后,我们可以通过调用start()方法来启动该线程。

另外,我们还可以实现Runnable接口,并将其作为参数传递给Thread类的构造函数来创建线程。

接下来,让我们来看一些关于Java多线程的实验报告。

在实验中,我们可以通过创建多个线程来模拟并发执行的场景,并观察它们之间的交互和竞争情况。

我们还可以使用synchronized关键字来保护共享资源,以避免线程之间的竞争条件。

此外,我们还可以使用wait()和notify()方法来实现线程之间的协作和通信。

在实验中,我们还可以使用一些工具来帮助我们分析和调试多线程程序。

例如,我们可以使用Java线程监视器来监控线程的状态和执行情况。

我们还可以使用调试器来跟踪线程的执行轨迹和查找潜在的问题。

这些工具可以帮助我们更好地理解和掌握多线程编程的技术。

总之,Java多线程编程是一项非常重要的技能,它可以帮助我们更好地利用计算机的性能和资源。

通过实验和实践,我们可以更好地理解和掌握这一技术,从而编写出高效、稳定的多线程程序。

希望本文的实验报告可以帮助读者更好地理解和应用Java多线程编程技术。

Java并发(八)计算线程池最佳线程数

Java并发(八)计算线程池最佳线程数

Java并发(⼋)计算线程池最佳线程数⽬录 ⼀、理论分析 ⼆、实际应⽤为了加快程序处理速度,我们会将问题分解成若⼲个并发执⾏的任务。

并且创建线程池,将任务委派给线程池中的线程,以便使它们可以并发地执⾏。

在⾼并发的情况下采⽤线程池,可以有效降低线程创建释放的时间花销及资源开销,如不使⽤线程池,有可能造成系统创建⼤量线程⽽导致消耗完系统内存以及“过度切换”(在JVM中采⽤的处理机制为时间⽚轮转,减少了线程间的相互切换)。

但是有⼀个很⼤的问题摆在我们⾯前,即我们希望尽可能多地创建任务,但由于资源所限我们⼜不能创建过多的线程。

那么在⾼并发的情况下,我们怎么选择最优的线程数量呢?选择原则⼜是什么呢?⼀、理论分析关于如何计算并发线程数,有两种说法。

第⼀种,《Java Concurrency in Practice》即《java并发编程实践》8.2节 170页对于计算密集型的任务,⼀个有N cpu个处理器的系统通常通过使⽤⼀个N cpu+ 1个线程的线程池来获得最优的利⽤率(计算密集型的线程恰好在某时因为发⽣⼀个页错误或者因其他原因⽽暂停,刚好有⼀个“额外”的线程,可以确保在这种情况下CPU周期不会中断⼯作)。

对于包含了 I/O和其他阻塞操作的任务,不是所有的线程都会在所有的时间被调度,因此你需要⼀个更⼤的池。

为了正确地设置线程池的长度,你必须估算出任务花在等待的时间与⽤来计算的时间的⽐率;这个估算值不必⼗分精确,⽽且可以通过⼀些监控⼯具获得。

你还可以选择另⼀种⽅法来调节线程池的⼤⼩,在⼀个基准负载下,使⽤⼏种不同⼤⼩的线程池运⾏你的应⽤程序,并观察CPU利⽤率的⽔平。

给定下列定义: N cpu = CPU的数量 U cpu = ⽬标CPU的使⽤率, 0 <= U cpu <= 1 W/C = 等待时间与计算时间的⽐率 为保持处理器达到期望的使⽤率,最优的池的⼤⼩等于: N threads = N cpu x U cpu x (1 + W/C) 你可以使⽤Runtime来获得CPU的数⽬:int N_CPUS = Runtime.getRuntime().availableProcessors();当然,CPU周期并不是唯⼀你可以使⽤线程池管理的资源。

Java并发编程实战PDF

Java并发编程实战PDF

Java并发编程实战PDF 转载⾃:⽬录对本书的赞誉译者序前 ⾔第1章 简介 1.1 并发简史 1.2 线程的优势 1.2.1 发挥多处理器的强⼤能⼒ 1.2.2 建模的简单性 1.2.3 异步事件的简化处理 1.2.4 响应更灵敏的⽤户界⾯ 1.3 线程带来的风险 1.3.1 安全性问题 1.3.2 活跃性问题 1.3.3 性能问题 1.4 线程⽆处不在第⼀部分 基础知识 第2章 线程安全性 2.1 什么是线程安全性 2.2 原⼦性 2.2.1 竞态条件 2.2.2 ⽰例:延迟初始化中的竞态条件 2.2.3 复合操作 2.3 加锁机制 2.3.1 内置锁 2.3.2 重⼊ 2.4 ⽤锁来保护状态 2.5 活跃性与性能 第3章 对象的共享 3.1 可见性 3.1.1 失效数据 3.1.2 ⾮原⼦的64位操作 3.1.3 加锁与可见性 3.1.4 Volatile变量 3.2 发布与逸出 3.3 线程封闭 3.3.1 Ad-hoc线程封闭 3.3.2 栈封闭 3.3.3 ThreadLocal类 3.4 不变性 3.4.1 Final域 3.4.2 ⽰例:使⽤Volatile类型来发布不可变对象 3.5 安全发布 3.5.1 不正确的发布:正确的对象被破坏 3.5.2 不可变对象与初始化安全性 3.5.3 安全发布的常⽤模式 3.5.4 事实不可变对象 3.5.5 可变对象 3.5.6 安全地共享对象 第4章 对象的组合 4.1 设计线程安全的类 4.1.1 收集同步需求 4.1.2 依赖状态的操作 4.1.3 状态的所有权 4.2 实例封闭 4.2.1 Java监视器模式 4.2.2 ⽰例:车辆追踪 4.3 线程安全性的委托 4.3.1 ⽰例:基于委托的车辆追踪器 4.3.2 独⽴的状态变量 4.3.3 当委托失效时 4.3.4 发布底层的状态变量 4.3.5 ⽰例:发布状态的车辆追踪器 4.4 在现有的线程安全类中添加功能 4.4.1 客户端加锁机制 4.4.2 组合 4.5 将同步策略⽂档化 第5章 基础构建模块 5.1 同步容器类 5.1.1 同步容器类的问题 5.1.2 迭代器与Concurrent-ModificationException 5.1.3 隐藏迭代器 5.2 并发容器 5.2.1 ConcurrentHashMap 5.2.2 额外的原⼦Map操作 5.2.3 CopyOnWriteArrayList 5.3 阻塞队列和⽣产者-消费者模式 5.3.1 ⽰例:桌⾯搜索 5.3.2 串⾏线程封闭 5.3.3 双端队列与⼯作密取 5.4 阻塞⽅法与中断⽅法 5.5 同步⼯具类 5.5.1 闭锁 5.5.2 FutureTask 5.5.3 信号量 5.5.4 栅栏 5.6 构建⾼效且可伸缩的结果缓存第⼆部分 结构化并发应⽤程序 第6章 任务执⾏ 6.1 在线程中执⾏任务 6.1.1 串⾏地执⾏任务 6.1.2 显式地为任务创建线程 6.1.3 ⽆限制创建线程的不⾜ 6.2 Executor框架 6.2.1 ⽰例:基于Executor的Web服务器 6.2.2 执⾏策略 6.2.3 线程池 6.2.4 Executor的⽣命周期 6.2.5 延迟任务与周期任务 6.3 找出可利⽤的并⾏性 6.3.1 ⽰例:串⾏的页⾯渲染器 6.3.2 携带结果的任务Callable与Future 6.3.3 ⽰例:使⽤Future实现页⾯渲染器 6.3.4 在异构任务并⾏化中存在的局限 6.3.5 CompletionService:Executor与BlockingQueue 6.3.6 ⽰例:使⽤CompletionService实现页⾯渲染器 6.3.7 为任务设置时限 6.3.8 ⽰例:旅⾏预定门户⽹站 第7章 取消与关闭 7.1 任务取消 7.1.1 中断 7.1.2 中断策略 7.1.3 响应中断 7.1.4 ⽰例:计时运⾏ 7.1.5 通过Future来实现取消 7.1.6 处理不可中断的阻塞 7.1.7 采⽤newTaskFor来封装⾮标准的取消 7.2 停⽌基于线程的服务 7.2.1 ⽰例:⽇志服务 7.2.2 关闭ExecutorService 7.2.3 “毒丸”对象 7.2.4 ⽰例:只执⾏⼀次的服务 7.2.5 shutdownNow的局限性 7.3 处理⾮正常的线程终⽌ 7.4 JVM关闭 7.4.1 关闭钩⼦ 7.4.2 守护线程 7.4.3 终结器 第8章 线程池的使⽤ 8.1 在任务与执⾏策略之间的隐性耦合 8.1.1 线程饥饿死锁 8.1.2 运⾏时间较长的任务 8.2 设置线程池的⼤⼩ 8.3 配置ThreadPoolExecutor 8.3.1 线程的创建与销毁 8.3.2 管理队列任务 8.3.3 饱和策略 8.3.4 线程⼯⼚ 8.3.5 在调⽤构造函数后再定制ThreadPoolExecutor 8.4 扩展 ThreadPoolExecutor 8.5 递归算法的并⾏化 第9章 图形⽤户界⾯应⽤程序 9.1 为什么GUI是单线程的 9.1.1 串⾏事件处理 9.1.2 Swing中的线程封闭机制 9.2 短时间的GUI任务 9.3 长时间的GUI任务 9.3.1 取消 9.3.2 进度标识和完成标识 9.3.3 SwingWorker 9.4 共享数据模型 9.4.1 线程安全的数据模型 9.4.2 分解数据模型 9.5 其他形式的单线程⼦系统第三部分 活跃性、性能与测试 第10章 避免活跃性危险 10.1 死锁 10.1.1 锁顺序死锁 10.1.2 动态的锁顺序死锁 10.1.3 在协作对象之间发⽣的死锁 10.1.4 开放调⽤ 10.1.5 资源死锁 10.2 死锁的避免与诊断 10.2.1 ⽀持定时的锁 10.2.2 通过线程转储信息来分析死锁 10.3 其他活跃性危险 10.3.1 饥饿 10.3.2 糟糕的响应性 10.3.3 活锁 第11章 性能与可伸缩性 11.1 对性能的思考 11.1.1 性能与可伸缩性 11.1.2 评估各种性能权衡因素 11.2 Amdahl定律 11.2.1 ⽰例:在各种框架中隐藏的串⾏部分 11.2.2 Amdahl定律的应⽤ 11.3 线程引⼊的开销 11.3.1 上下⽂切换 11.3.2 内存同步 11.3.3 阻塞 11.4 减少锁的竞争 11.4.1 缩⼩锁的范围(“快进快出”) 11.4.2 减⼩锁的粒度 11.4.3 锁分段 11.4.4 避免热点域 11.4.5 ⼀些替代独占锁的⽅法 11.4.6 监测CPU的利⽤率 11.4.7 向对象池说“不” 11.5 ⽰例:⽐较Map的性能 11.6 减少上下⽂切换的开销 第12章 并发程序的测试 12.1 正确性测试 12.1.1 基本的单元测试 12.1.2 对阻塞操作的测试 12.1.3 安全性测试 12.1.4 资源管理的测试 12.1.5 使⽤回调 12.1.6 产⽣更多的交替操作 12.2 性能测试 12.2.1 在PutTakeTest中增加计时功能 12.2.2 多种算法的⽐较 12.2.3 响应性衡量 12.3 避免性能测试的陷阱 12.3.1 垃圾回收 12.3.2 动态编译 12.3.3 对代码路径的不真实采样 12.3.4 不真实的竞争程度 12.3.5 ⽆⽤代码的消除 12.4 其他的测试⽅法 12.4.1 代码审查 12.4.2 静态分析⼯具 12.4.3 ⾯向⽅⾯的测试技术 12.4.4 分析与监测⼯具第四部分 ⾼级主题 第13章 显式锁 13.1 Lock与 ReentrantLock 13.1.1 轮询锁与定时锁 13.1.2 可中断的锁获取操作 13.1.3 ⾮块结构的加锁 13.2 性能考虑因素 13.3 公平性 13.4 在synchronized和ReentrantLock之间进⾏选择 13.5 读-写锁 第14章 构建⾃定义的同步⼯具 14.1 状态依赖性的管理 14.1.1 ⽰例:将前提条件的失败传递给调⽤者 14.1.2 ⽰例:通过轮询与休眠来实现简单的阻塞 14.1.3 条件队列 14.2 使⽤条件队列 14.2.1 条件谓词 14.2.2 过早唤醒 14.2.3 丢失的信号 14.2.4 通知 14.2.5 ⽰例:阀门类 14.2.6 ⼦类的安全问题 14.2.7 封装条件队列 14.2.8 ⼊⼝协议与出⼝协议 14.3 显式的Condition对象 14.4 Synchronizer剖析 14.5 AbstractQueuedSynchronizer 14.6 java.util.concurrent同步器类中的 AQS 14.6.1 ReentrantLock 14.6.2 Semaphore与CountDownLatch 14.6.3 FutureTask 14.6.4 ReentrantReadWriteLock 第15章 原⼦变量与⾮阻塞同步机制 15.1 锁的劣势 15.2 硬件对并发的⽀持 15.2.1 ⽐较并交换 15.2.2 ⾮阻塞的计数器 15.2.3 JVM对CAS的⽀持 15.3 原⼦变量类 15.3.1 原⼦变量是⼀种“更好的volatile” 15.3.2 性能⽐较:锁与原⼦变量 15.4 ⾮阻塞算法 15.4.1 ⾮阻塞的栈 15.4.2 ⾮阻塞的链表 15.4.3 原⼦的域更新器 15.4.4 ABA问题 第16章 Java内存模型 16.1 什么是内存模型,为什么需要它 16.1.1 平台的内存模型 16.1.2 重排序 16.1.3 Java内存模型简介 16.1.4 借助同步 16.2 发布 16.2.1 不安全的发布 16.2.2 安全的发布 16.2.3 安全初始化模式 16.2.4 双重检查加锁 16.3 初始化过程中的安全性附录A 并发性标注参考⽂献。

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推荐给程序员必读的五本书籍做一名程序员,要的知识可以说是非常多的,需要不断的学习,需要不断的看书,那你知道有哪些是适合程序员看的吗?下面小编就来为大家推荐的程序员的必籍,欢迎参阅!程序员的必读书籍1:《Java编程思想》(中文第4版)作者:埃克尔译者:陈昊鹏简介:本书的作者拥有多年教学经验,对C、C++以及Java语言都有独到、深入的见解,以通俗易懂及小而直接的示例解释了一个个晦涩抽象的概念。

本书共22章,包括操作符、控制执行流程、访问权限控制、复用类、多态、接口、通过异常处理错误、字符串、泛型、数组、容器深入研究、JavaI/O系统、枚举类型、并发以及图形化用户界面等内容。

本书赢得了全球程序员的广泛赞誉,即使是最晦涩的概念,在Bruce Eckel的文字亲和力和小而直接的编程示例面前也会化解于无形。

2:《疯狂Android讲义》(第2版)作者:李刚简介:《疯狂Android讲义》全面地介绍了Android应用开发的相关知识,全书内容覆盖了Android用户界面编程、Android四大组件、Android资源访问、图形/图像处理、事件处理机制、Android输入/输出处理、音频/视频多媒体应用开发、OpenGL与3D应用开发、网络通信编程、Android平台的Web Service、传感器应用开发、GPS应用开发、Google Map服务等。

这本书对于新手来说,是个很不错的开始;对于老手老说,也是个很不错的参考手册。

3:《Android开发艺术探索》作者:任玉刚简介:《Android开发艺术探索》是一本Android进阶类书籍,采用理论、源码和实践相结合的方式来阐述高水准的Android应用开发要点。

本书从三个方面来组织内容。

第一,介绍Android开发者不容易掌握的一些知识点;第二,结合Android源代码和应用层开发过程,融会贯通,介绍一些比较深入的知识点;第三,介绍一些核心技术和Android的性能优化思想。

java多线程实验报告

java多线程实验报告

java多线程实验报告Java多线程实验报告引言:多线程是计算机科学中的重要概念之一,它能够提高程序的执行效率和并发性。

在本次实验中,我们通过使用Java编程语言,探索了多线程的概念和实现方法。

本报告将详细介绍我们的实验过程、实验结果以及对多线程的理解和应用。

一、实验目的多线程是现代计算机系统中的重要组成部分,它可以使程序在同一时间内执行多个任务,提高系统的并发性和响应能力。

本次实验的目的是通过编写Java程序,实现多线程的应用,并对多线程的性能和效果进行评估。

二、实验环境和工具为了完成本次实验,我们使用了以下环境和工具:1. Java开发工具包(JDK):用于编写和编译Java程序。

2. Eclipse集成开发环境(IDE):用于编写、调试和运行Java程序。

3. 计算机硬件:一台配置良好的计算机,包括CPU、内存和硬盘等。

三、实验设计与实现我们设计了一个简单的多线程实验,通过创建多个线程来模拟并发执行的情况。

具体实现如下:```javapublic class MultiThreadDemo extends Thread {private String threadName;public MultiThreadDemo(String name) {threadName = name;}public void run() {System.out.println("Thread " + threadName + " is running.");try {for (int i = 5; i > 0; i--) {System.out.println("Thread " + threadName + ": " + i);Thread.sleep(1000);}} catch (InterruptedException e) {System.out.println("Thread " + threadName + " interrupted."); }System.out.println("Thread " + threadName + " exiting.");}public static void main(String[] args) {MultiThreadDemo thread1 = new MultiThreadDemo("Thread 1"); MultiThreadDemo thread2 = new MultiThreadDemo("Thread 2"); thread1.start();thread2.start();}}```在上述代码中,我们创建了一个名为MultiThreadDemo的类,继承自Thread 类。

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9chunk
chunk1
1.1.3.4
让所有这个类下面的对象都同步的时候,也就是让所有这个类下面的对象共用同一把锁的时候,我们可以在区块中锁定类常量的方式进行。例如:
通过锁定lock对象,我们可以实现对这个类所有对象的同步。切记synchronized锁定的是对象,对象不同就不会同步。例如:
两个方法就不会同步一个锁定的是lock一个锁定的是类对象。
1.1.2
Java内存模型要求,非volatile类型的64位数值变量(double和long),JVM允许将64位的读操作和写操作分解为两个32位的操作。
那么在多线程的环境中,如果要读取非volatile类型的double、隆就有可能会读取到某个值的高32位和另一个值的低32位组成的一个数值。
但目前各种平台的商用虚拟机几乎都把64位数据的读写操作作为原子操作来对待。
volatile的第二种特性是禁止指令重排序。
Java内存模型对volatile变量的特殊规则如下:
在线程工作内存中,每次使用volatile变量,都必须先从主内存刷新最新的值,用于保证能及时看见其他线程对volatile变量所做的修改
每次修改volatile变量后都应立即同步到主内存中,用于保证其他线程可以看到对volatile变量所做的修改
3.除了在方法上用synchronized关键字外,也可以在方法内部的某个区块中用synchronized表示只对这个区块中的资源进行同步访问,例如synchronized(this){/**区块**/}的作用域就是当前对象。
1.1.3.1
运行结果是:chunk对象与chunk1对象锁互不干扰。
chunk1
9chunk
1.1.3.2
结果与上面一样,也是chunk与chunk1互不干扰
chunk1
9chunk
1.1.3.3
注意这段代码中的chunk与chunk1是互不干扰的,因为他们一个是static一个是非static方法。执行结果是:
chunk1
9chunk
这段代码中的chunk与chunk1就可以进行同步操作了。因为他们的锁是同一个锁,执行结果是:
在Java5.0中,Integer.toString()由之前的ThreadLocal对象保存12字节大小的缓冲区变成了每次调用时分配一个新的缓冲区,对于像临时缓冲区这样简单的对象,除非频繁操作否则ThreadLocal没有性能优势。
概念上,可以讲ThreadLocal<T>看成是map(Thread,T)对象,其中保存了特定于该线程的值,但事实并非如此,特定于线程的值保存在Thread对象中。
volatile修饰的变量需保证代码的执行顺序与程序的顺序相同
1.1.5
volatile的字面意思就是“易变的”,其意思就是告诉Java的内存模型存储在寄存器中存放的当前变量是不确定的,需要从主存中读取,修改完成后也要立即将变量写入到主存中去。而synchronized则是锁定的当前变量,只有当前线程才可以访问该变量,其他线程将被阻塞。
volatile只能由于变量级别,而synchronized却可以用于变量和方法级别
volatile仅能保证变量的修改可见性不能保证变量的修改原子性,而synchronized既能保证变量的修改可见性也能保证变量的修改原子性
volatile不会造成线程堵塞,而synchronized可能会造成线程阻塞
}
}
}
用工厂方法可以防止this引用逸出
1.3
线程封闭:只在单线程内访问数据,这种技术称为线程封闭
当对象被封闭在一个线程中,自动成为线程安全的,即使被封闭的对象本身不是线程安全的。如JDBC连接池,Connection对象并不是线程安全的,但是大多数请求(Servlet请求或者EJB调用)都是由单个线Leabharlann 采用同步的方式来处理,因封闭而安全。
ReentrantLock拥有synchronized相同的并发性和语义,此外还多了锁投票、定时锁等待和中断锁等待。例如线程A和线程B都要获得对象O的锁定,假设A获取了对象O锁,B将等待A释放对O的锁定,如果使用synchronized,如果A不释放,B将一直等待下去无法中断。如果使用ReentrantLock,如果A不释放,可以使B在等待了足够长的时候以后中断等待,而去干别的事情。
}
private class EscapeRunnable implements Runnable{
public void run(){
//通过ThisEscape.this就可以引用外围类对象,但是此时外围类对象还没有构造完成,即发生了外围类的this引用的逸出。所以在构造函数中创建Thread对象后不要启动Thread。可以提供一个start或者init方法负责启动线程。
每个线程都保持对其线程局部变量副本的隐式引用,只要线程是活动的并且ThreadLocal实例是可访问的;在线程消失之后,其线程局部实例的所有副本都会被垃圾回收(除非存在对这些副本的其他引用)。
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。
1.在某个对象实例内,synchronized aMethod(){}可以防止多个线程同时访问这个对象其他的synchronized方法(这个对象还有其他的synchronized方法,如果其中一个线程访问了其中一个synchronized方法,那么其他线程将不能访问此对象另外的synchronized方法)。但不同的对象实例间的synchronized方法是相互独立的,也就是说其他线程照样可以访问相同类的另一个对象实例的synchronized方法。
volatile标记的变量不会被编译器优化,而synchronized标记的变量可以被编译器优化
1.1.6
在代码层面上来说,synchronized类似面向对象,它可以修饰变量、方法、类、对象等。而Lock却像是面向过程,在需要的时候获取锁,结束的时候释放锁(一般是在finally中释放)。
从性能上来说,在低并发的情况下synchronized要比Lock性能好,在高并发的情况下,Lock要比synchronized的性能好很多。
1.1.3
加锁的含义不仅仅局限于互斥行为,还包括内存可见性。为了确保所有线程都能看到共享变量的最新值,所有执行读操作或者写操作的线程都必须在同一个锁上同步。
同步代码块的锁就是方法调用所在的对象,静态synchronized方法以Class对象作为锁。
synchronized可以用于实例变量、对象引用、static方法、类名称字面常量。
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(最好的解决办法是采用同步)
this逸出是指构造函数返回之前其他线程就持有该对象的引用,this逸出经常发生在构造函数中启动线程和注册监听器。如
public class ThisEscape{
public ThisEscape(){
new Thread(new EscapeRunnable()).start();
synchronized是在JVM层面实现的,不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定,而且在代码执行时出现异常,JVM将自动释放锁。Lock则不行,因为Lock通过代码实现它必须在finally中释放锁。synchronized在生成线程转储时生成文件对开发人员找出死锁原因很有帮助,而Lock对于查找死锁原因将很困难,这个问题在Java6中已经得到解决,它提供了一个管理和调试的接口,锁可以通过这个接口进行注册,并通过其他管理和调试接口,从线程转储中得到ReentrantLock的加锁信息。
1.4
当满足以下条件时,对象才是不可变的:
对象创建后其状态就不能再改变
对象的所有域都是final类型
对象是正确创建的(在对象的创建期间,this引用没有逸出)
特别说明:不可变对象的域并未全部声明为final类型。如String会惰性地(lazily)的计算哈希值:当第一次调用hashcode()时,String计算哈希值,并将它缓存在一个非final域中。这个域有一个非默认的值,在每次计算中得得到相同的结果。
例如:如果在线程内部发布了局部变量(一个collection对象)的引用或者将该collection对象中的数据发布,那么封闭性将会被破坏,导致collection对象的逸出
1.3.3
ThreadLocal对象通常用于防止对可变的单实例变量(Singleton)或全局变量进行共享。
当某个频繁执行的操作需要一个临时对象,例如一个缓冲区,而同时又希望避免在每次执行时都重新分配该临时对象。就可以使用ThreadLocal。但是除非这个操作的执行频率非常高,或者分配操作的开销非常高,否则ThreadLocal不能带来性能的提升。
volatile的使用情况如下:
运算结果不依赖于变量的当前值,或者能够确保只有单一线程修改变量的值
变量不需要与其他的状态变量共同参与不变形约束
例如:当需要检查某个状态标记以判断是否退出循环的时候可以考虑采用volatile,加锁机制既可以确保可见性又可以确保原子性,而volatile变量只能确保可见性。
Synchronized获取锁和释放锁这样的行为是成对出现的,而ReentrantLock却不是这样的,举例来说在一个链表结构中,可以将ReentrantLock加到链表结构的每个节点上来减少锁的粒度,从而允许不同的线程操作链表的不同部分。
1.2
发布对象:指的是使它能够被当前范围之外的代码所使用,例如将一个指向该对象的引用保存到其他代码可以访问的地方,或者在某一个非私有的方法中返回该引用,或者将引用传递到其他类的方法中。
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