Java并发编程学习笔记.xmind

简介：
本思维导图总结了Java并发编程的核心概念和实践技巧，涵盖线程、锁机制及并发工具类等内容，适合初学者快速掌握并发编程知识。 Java并发编程 背景介绍： **并行历史** **必要性** - 并发编程能够提高程序的性能。 进程与线程： - 进程是资源分配的基本单位。 - 线程则是CPU调度的基本单位，且具有轻量级的特点。 线程的优势包括： 1. 提高处理器利用率，从而提升系统吞吐率； 2. 通过使用线程可以简化复杂异步工作流的建模； 3. 改善服务器应用程序处理多客户端请求的能力； 4. 减少用户界面响应时间。 然而，引入线程也带来了一些风险： - 线程安全性问题：确保不会出现不可预料的行为。 - 活跃性问题：保证正确的事情最终会发生；服务延迟、响应迟缓等问题也是需要考虑的方面。 线程的应用场景包括定时器（Timer）、Servlet/JSP开发、远程方法调用（RMI）和GUI框架中的Swing/ AWT等。 基础知识： **线程安全性** - 当多个线程访问某个类时，这个类始终能表现出正确的行为，则称其为线程安全的。 原子性：一组不可分割的操作；避免竞态条件。 锁的作用包括实现加锁机制、保护状态和共享访问。但不恰当使用可能会导致性能问题。 **对象的共享策略** - 包括线程封闭（Ad-hoc线程封闭，栈封闭）、ThreadLocal类以及只读共享等方法。 分类： 1. 不可变对象 2. 事实不可变对象 3. 线程安全共享 设计线程安全的类时可以采用实例封装、委托等策略。 **同步容器** - 同步容器如Vector和Hashtable通过将状态封装起来，并对每个公有方法进行同步来实现。 问题：复合操作可能导致竞态条件；修正方式包括客户端加锁或使用并发容器（如ConcurrentHashMap，CopyOnWriteArrayList）。 Java 5与6中引入了新的同步工具类： - 闭锁、CountDownLatch用于等待一组事件； - FutureTask支持异步任务执行； - Semaphore和CyclicBarrier分别实现资源池管理和多线程协作。 **信号量（Semaphore）** 管理并发访问的许可数；应用场景包括互斥体、资源池及有界容器。 栅栏与闭锁的区别在于所有参与线程必须同时到达，且可以重用。Exchanger用于两方交换数据。 **线程池** - 线程饥饿死锁：避免长时间运行的任务占满核心线程。 ThreadPoolExecutor的配置参数： 1. 核心大小（corePoolSize）； 2. 最大数量（maximumPoolSize）； 3. 保持时间（keepAliveTime）； 4. 阻塞队列（workQueue）。 饱和策略包括AbortPolicy、DiscardPolicy等；线程工厂用于自定义创建方式。 **递归算法的并行化** - 构建并发应用程序时，需明确任务边界及执行策略。 使用Executor框架： 1. newFixedThreadPool； 2. newCachedThreadPool； 3. newSingleThreadExecutor； 4. newScheduledThreadPool。 找出可利用的并行性；处理非正常终止和JVM关闭等场景。 **线程池定制** - 避免任务与执行策略间的隐式耦合，合理设置大小。 性能优化： 1. 消除串行瓶颈（如独占锁）； 2. 采用适当的同步机制以提高可伸缩性。