好的,以下是一本markdown格式的Java多线程编程学习笔记,其中涵盖了基本概念、线程安全、线程池、锁、并发容器以及实例等内容。

Java多线程编程学习笔记

基本概念

线程和进程

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位,而进程是程序执行时的一个实例。在操作系统中,一个进程可以包含多个线程,在同一进程中的多个线程共享同一地址空间和资源。

并发和并行

并发是指两个或者多个任务可以在同一个时间段内被执行,而并行是指两个或者多个任务可以在同一时刻被执行。

线程状态

线程有五种状态,分别是创建(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)和终止(Terminated)。

线程安全

什么是线程安全

线程安全是指在多线程环境下,程序依然能够正确地处理数据,且不会出现意料之外的结果。

线程安全的实现方式

线程安全可以通过同步机制来实现,包括使用synchronized关键字、Lock接口等方式。另外,也可以使用并发容器来保证线程安全,例如ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue等。

线程池

什么是线程池

线程池是一种预先创建好的线程队列,在需要执行任务时,从线程池中取出一个线程进行执行,执行完毕后将该线程归还到线程池。这样可以避免不断地创建和销毁线程,提高程序的性能。

线程池的实现方式

Java中的线程池有两种实现方式,分别是ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor。

实例:使用线程池实现多线程下载文件

以下是一个使用线程池实现多线程下载文件的示例代码:

javaCopy Code
import java.io.FileOutputStream; import java.io.InputStream; import java.net.URL; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class FileDownloader { private static final int BUFFER_SIZE = 4096; private String fileUrl; private String saveDir; public FileDownloader(String fileUrl, String saveDir) { this.fileUrl = fileUrl; this.saveDir = saveDir; } public void download() { ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); try { URL url = new URL(fileUrl); InputStream inputStream = url.openStream(); String fileName = fileUrl.substring(fileUrl.lastIndexOf("/") + 1); FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(saveDir + "/" + fileName); byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE]; int bytesRead = -1; while ((bytesRead = inputStream.read(buffer)) != -1) { executorService.execute(new DownloadTask(buffer, bytesRead, outputStream)); } executorService.shutdown(); while (!executorService.isTerminated()) {} inputStream.close(); outputStream.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } private class DownloadTask implements Runnable { private byte[] buffer; private int bytesRead; private FileOutputStream outputStream; public DownloadTask(byte[] buffer, int bytesRead, FileOutputStream outputStream) { this.buffer = buffer; this.bytesRead = bytesRead; this.outputStream = outputStream; } @Override public void run() { try { outputStream.write(buffer, 0, bytesRead); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } }

什么是锁

锁是一种同步机制,可以用来控制对共享资源的访问。在Java中,常用的锁包括synchronized关键字、ReentrantLock类、ReadWriteLock等。

实例:使用锁控制对计数器的访问

以下是一个使用锁控制对计数器的访问的示例代码:

javaCopy Code
import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Counter { private int count = 0; private Lock lock = new ReentrantLock(); public void increment() { lock.lock(); try { count++; } finally { lock.unlock(); } } public void decrement() { lock.lock(); try { count--; } finally { lock.unlock(); } } public int getCount() { return count; } }

并发容器

什么是并发容器

并发容器是一类特殊的容器,可以在多线程环境下保证线程安全。

常用并发容器

Java中常用的并发容器包括ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedQueue等。

实例:使用ConcurrentHashMap实现线程安全的HashMap

以下是一个使用ConcurrentHashMap实现线程安全的HashMap的示例代码:

javaCopy Code
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; public class MyMap { private ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(); public void put(String key, Integer value) { map.put(key, value); } public Integer get(String key) { return map.get(key); } public Integer remove(String key) { return map.remove(key); } public boolean containsKey(String key) { return map.containsKey(key); } }

以上便是Java多线程编程学习笔记的内容,希望对你有所帮助。