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Java并发编程入门

1. Set 不安全性

使用普通的Set时可能存在不安全性，需要采取额外措施确保线程安全。常见的解决方法包括：

Set
   
     set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());// 或者Set
    
      set = new CopyOnWriteArraySet<>();
    
   

2. HashSet 和 Map 的底层实现

HashSet内部实际上使用HashMap来存储元素。其主要方法包括：

public boolean add(E e) {    return map.put(e, PRESENT) == null;}

这里的PRESENT是一个固定常量，用于表示元素已存在。

Map的基本操作虽然简单，但在多线程环境下可能引发ConcurrentModificationException，需要谨慎使用。

3. Callable

Callable类提供了与Runnable类似的方法，但可以有返回值和抛出异常。主要方法包括：

public interface Callable
   
     {    V call() throws Exception;}
   

与Runnable不同，Callable可以通过FutureTask等类来执行，并可以有返回值。例如：

FutureTask
   
     futureTask = new FutureTask<>(new MyThread());new Thread(futureTask, "A").start();Integer result = futureTask.get();
   

4. CountDownLatch

CountDownLatch是一个计数器，用于等待一组任务完成。常见用法包括：

CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(6);for (int i = 1; i <= 6; i++) {    new Thread(() -> {        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "Go out");        countDownLatch.countDown();    }, String.valueOf(i)).start();}countDownLatch.await();System.out.println("Close Door");

CountDownLatch的核心原理是通过countDown方法减少计数器数量，await方法等待计数器归零。

5. CyclicBarrier

CyclicBarrier是一个循环屏障，常用于多个线程协同完成任务。例如：

CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(7, () -> {    System.out.println("召唤神龙成功！");});for (int i = 1; i <= 7; i++) {    new Thread(() -> {        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "搜集" + i + "个龙珠");        try {            cyclicBarrier.await();        } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {            e.printStackTrace();        }    }).start();}

CyclicBarrier的await方法会等待所有参与线程完成任务后才继续。

6. Semaphore

Semaphore是一个信号量，用于控制资源的使用和线程的互斥。常见用法包括：

Semaphore semaphore = new Semaphore(3);for (int i = 1; i <= 6; i++) {    new Thread(() -> {        try {            semaphore.acquire();            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "抢到车位");            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "离开车位");        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } finally {            semaphore.release();        }    }, String.valueOf(i)).start();}

Semaphore的acquire方法获取信号量，release方法释放信号量。

7. ReadWriteLock

ReadWriteLock提供了读锁和写锁，允许多个线程同时持有读锁，但只能一个线程持有写锁。常见用法包括：

ReadWriteLock readWriteLock = new ReadWriteLock();for (int i = 1; i <= 5; i++) {    new Thread(() -> {        myCache.put(temp + "", temp);    }, String.valueOf(i)).start();}for (int i = 1; i <= 5; i++) {    new Thread(() -> {        myCache.get(temp + "");    }, String.valueOf(i)).start();}

ReadWriteLock的写锁是独占锁，而读锁是共享锁。

8. BlockingQueue

BlockingQueue是一种阻塞队列，支持线程安全的生产和消费。常见实现包括ArrayBlockingQueue和SynchronousQueue。ArrayBlockingQueue有固定容量，会阻塞生产和消费操作；SynchronousQueue没有容量限制，生产和消费操作都需要等待。

ArrayBlockingQueue
   
     blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);blockingQueue.put("a");blockingQueue.put("b");blockingQueue.put("c");System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());System.out.println(blockingQueue.take());
   

9. SynchronousQueue

SynchronousQueue是一个同步队列，put和take操作必须成对出现。例如：

SynchronousQueue
   
     synchronousQueue = new SynchronousQueue<>();new Thread(() -> {    try {        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " put 1");        synchronousQueue.put("1");        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " put 2");        synchronousQueue.put("2");        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " put 3");    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    }}, "T1").start();new Thread(() -> {    try {        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " > " + synchronousQueue.take());        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " > " + synchronousQueue.take());        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " > " + synchronousQueue.take());    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    }}, "T2").start();
   

10. 线程池（核心）

线程池是资源池化的典范，通过ThreadPoolExecutor实现。线程池的三大方法包括：

• newSingleThreadExecutor：单线程池。
• newFixedThreadPool：固定线程池。
• newCachedThreadPool：可扩展线程池。

线程池的核心参数包括核心线程池大小、最大线程池大小、线程保持时间和工作队列类型。常见用法包括：

ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();for (int i = 0; i < 100; i++) {    threadPool.execute(() -> {        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ok");    });}threadPool.shutdown();

线程池的四种拒绝策略包括：

• AbortPolicy：默认策略，放入队列，执行时抛出RejectedExecutionException。
• CallerRunsPolicy：直接在调用者线程上执行任务。
• DiscardPolicy：丢弃任务，不抛出异常。
• DiscardOldestPolicy：丢弃最旧的任务。

线程池的核心优势在于优化资源利用率，降低资源消耗，提高响应速度。

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