java并发编程汇总

2015-05-27

看了《Java编程思想 第4版》并发这一章，觉得有必要整理一下其中的概念。

并发

为什么要并发？ 比如因为IO操作遇到了阻塞，CPU可以转去执行其他线程，这时并发的优点就显示出来了：更高效的利用CPU，提高程序的响应速度。

Java的线程机制是抢占式的，会为每个线程分配时间片。

线程中断与上下文切换

并发编程 - 多线程的代价及上下文切换 
上下文切换与多处理器

Java本身还有另外一个“线程中断”

详细分析Java中断机制

基本的线程机制

使用Runnable和Thread创建线程：

Defining and Starting a Thread 
“implements Runnable” vs. “extends Thread”

使用执行器Executor执行线程：

并发新特性—Executor框架与线程池（含代码） 
Java线程(六)：线程池 
Interface Executor

让线程中的任务返回值：Callable

Java线程(七)：Callable和Future 
Java Callable Future Example

休眠sleep()、让步yield()

休眠（sleep）和让步(yield)会导致线程阻塞，CPU转而执行其他线程。对调用yield时，是在建议具有相同优先级的其他线程运行。

java之yield(),sleep(),wait()区别详解

线程优先级、后台线程

关于Java的Daemon线程的理解 
JAVA并发编程——守护线程(Daemon Thread) 
Java多线程系列--“基础篇”10之 线程优先级和守护线程 
java 线程的优先级Priority

join()

简谈Java的join()方法 
Java多线程中join方法的理解

捕获线程的异常

JAVA 线程中的异常捕获

共享受限资源

Java线程安全和非线程安全

synchronized

Java线程(二)：线程同步synchronized和volatile 
What does 'synchronized' mean?

重入锁ReentrantLock

Java线程(八)：锁对象Lock-同步问题更完美的处理方式 
Java 理论与实践: JDK 5.0 中更灵活、更具可伸缩性的锁定机制

锁

java锁的种类以及辨析（一）：自旋锁 
Java锁的种类以及辨析（二）：自旋锁的其他种类 
Java锁的种类以及辨析（三）：阻塞锁 
Java锁的种类以及辨析（四）：可重入锁

Volatile变量

Java 理论与实践: 正确使用 Volatile 变量 
聊聊并发（一）——深入分析Volatile的实现原理

CAS

JAVA CAS原理深度分析

原子类

Java 理论与实践: 流行的原子 
Java多线程（二）之Atomic：原子变量与原子类

临界区(critical section)

竞态条件与临界区

线程本地存储ThreadLocal

Java线程(篇外篇)：线程本地变量ThreadLocal 
彻底理解ThreadLocal 
Class ThreadLocal 
Java ThreadLocal 
When and how should I use a ThreadLocal variable?

终结任务

线程状态

一张图让你看懂JAVA线程间的状态转换 
Life Cycle of Thread – Understanding Thread States in Java 
Java 6 Thread States and Life Cycle

中断线程

详细分析Java中断机制 
What does java.lang.Thread.interrupt() do?

如何停止线程

stop()方法已经被废弃了。

如何停止一个正在运行的java线程 
How to stop a java thread gracefully?

线程协作

wait()、notify()、notifyAll()

阻塞是进程在等待某种资源,但是不能马上得到，必须等待别的进程释放资源才能继续，属于被动无法得到时间片，内核就切换其它进程运行 
休眠一般为主动式的放弃一段CPU时间。 
挂起是运行时间片到了,内核要调度其它进程运行,被动式的失去CPU。（挂起可以被别的进程给抢占导致挂起，也可以自己主动挂起自己。）

wait()会在等待时将当前任务挂起，等到notify()/notifyAll()发生时，任务才被唤醒。

调用sleep()、yield()时不会释放锁；调用wait()时线程被挂起，对象上的锁也会被释放。

wait()、notify()、notifyAll()属于类Object，不属于Thread。

只能在同步控制方法或者同步控制块（synchronized）中调用wait()、notify()、notifyAll()。而sleep()、yield()可以在非同步控制方法里使用。

notifyAll()比notify()更安全一些。使用notify()时，众多等待同一个锁的任务中只有一个会被唤醒。

Java Thread wait, notify and notifyAll Example

Lock和Condition

Java线程(九)：Condition-线程通信更高效的方式

死锁

哲学家就餐问题 
一个 Linux 上分析死锁的简单方法、死锁的4个必要条件 
什么是死锁，死锁的四个必要条件以及处理死锁的策略 
如何避免死锁

类库中的其他构件

CountDownLatch

CountDownLatch，闭锁。

首先给该对象一个初始计数值，每个在该该对象上调用await()的任务会阻塞。当计数值到0时，所有因为await()而阻塞的任务都继续执行。

Java CountDownLatch应用 
CountDownLatch 
Java多线程系列--“JUC锁”09之 CountDownLatch原理和示例

CyclicBarrier

CyclicBarrier，关卡，栅栏。

CountDownLatch和CyclicBarrier的区别 (01) CountDownLatch的作用是允许1或N个线程等待其他线程完成执行；而CyclicBarrier则是允许N个线程相互等待。 (02) CountDownLatch的计数器无法被重置；CyclicBarrier的计数器可以被重置后使用，因此它被称为是循环的barrier。

Java多线程系列--“JUC锁”10之 CyclicBarrier原理和示例 
CyclicBarrier

BlockingQueue

Interface BlockingQueue 
聊聊并发（七）——Java中的阻塞队列

DelayQueue

Examples of DelayQueue in Java 
精巧好用的DelayQueue

Timer和TimerTask

这两个在java.util这个包下面。

Timer和TimerTask可以做为实现线程的第三种方式，前两种方式分别是继承自Thread类和实现Runnable接口。

Java线程(五)：Timer和TimerTask

ScheduledThreadPoolExecutor

Java ScheduledThreadPoolExecutor延迟或周期性执行任务 
Class ScheduledThreadPoolExecutor

信号量Semaphore

Java 信号量 Semaphore 介绍 
Java Concurrency Tutorial – Semaphores

Exchanger

用于两个线程之间交换数据。

Java线程之Exchanger

性能调优

使用Lock通常比sychronized高效，sychronized的开销看起来变化范围很大，Lock相对一致。synchronized产生的代码，与Lock所需要的“加锁-try/finally-解锁”相比，可读性更高。

CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet

在该类的对象中，写入将导致创建整个底层数组的副本，而原数组保留在原地，使得复制的数组在被修改时，读取操作可以安全的执行。当对副本的修改完成时，会发生一个原子性的操作：用副本替换源数组，使得新的读取操作可以看到这个新的修改。

Class CopyOnWriteArrayList 
Java copy-on-write collections 
Java多线程系列--“JUC集合”03之 CopyOnWriteArraySet

ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue

聊聊并发（四）——深入分析ConcurrentHashMap 
聊聊并发（六）——ConcurrentLinkedQueue的实现原理分析 
Class ConcurrentHashMap 
Class ConcurrentLinkedQueue

乐观锁

悲观锁与乐观锁 
乐观并发控制 
Concurrency control 
Optimistic concurrency control

读写锁ReadWriteLock

适合读多写少的场景。

Java中的读/写锁 
Java ReadWriteLock Example 
ReadWriteLock

生产者消费者问题

Java线程(三)：线程协作-生产者/消费者问题

其他

Java并发的四种风味：Thread、Executor、ForkJoin和Actor 
Java Thread and Multithreading Tutorial 
JAVA 多线程和并发基础面试问答 
Java Multi-Threading and Concurrency Interview Questions with Answers 
Monitor (synchronization) 聊聊并发