Java并发性和多线程介绍【翻译】

作者:Jakob Jenkov 译者:Simon-SZ  校对:方腾飞

http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/index.html

在过去单CPU时代,单任务在一个时间点只能执行单一程序。之后发展到多任务阶段,计算机能在同一时间点并行执行多任务或多进程。虽然并不是真正意义上的“同一时间点”,而是多个任务或进程共享一个CPU,并交由操作系统来完成多任务间对CPU的运行切换,以使得每个任务都有机会获得一定的时间片运行。

随着多任务对软件开发者带来的新挑战,程序不在能假设独占所有的CPU时间、所有的内存和其他计算机资源。一个好的程序榜样是在其不再使用这些资源时对其进行释放,以使得其他程序能有机会使用这些资源。

再后来发展到多线程技术,使得在一个程序内部能拥有多个线程并行执行。一个线程的执行可以被认为是一个CPU在执行该程序。当一个程序运行在多线程下,就好像有多个CPU在同时执行该程序。

多线程比多任务更加有挑战。多线程是在同一个程序内部并行执行,因此会对相同的内存空间进行并发读写操作。这可能是在单线程程序中从来不会遇到的问题。其中的一些错误也未必会在单CPU机器上出现,因为两个线程从来不会得到真正的并行执行。然而,更现代的计算机伴随着多核CPU的出现,也就意味着不同的线程能被不同的CPU核得到真正意义的并行执行。

如果一个线程在读一个内存时,另一个线程正向该内存进行写操作,那进行读操作的那个线程将获得什么结果呢?是写操作之前旧的值?还是写操作成功之后的新值?或是一半新一半旧的值?或者,如果是两个线程同时写同一个内存,在操作完成后将会是什么结果呢?是第一个线程写入的值?还是第二个线程写入的值?还是两个线程写入的一个混合值?因此如没有合适的预防措施,任何结果都是可能的。而且这种行为的发生甚至不能预测,所以结果也是不确定性的。

Java的多线程和并发性

Java是最先支持多线程的开发的语言之一,Java学习从一开始就支持了多线程能力,因此Java开发者能常遇到上面描述的问题场景。这也是我想为Java并发技术而写这篇系列的原因。作为对自己的笔记,和对其他Java开发的追随者都可获益的。

该系列主要关注Java多线程,但有些在多线程中出现的问题会和多任务以及分布式系统中出现的存在类似,因此该系列会将多任务和分布式系统方面作为参考,所以叫法上称为“并发性”,而不是“多线程”。

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时间: 2024-08-09 20:25:03

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Java并发性和多线程介绍

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6、Java并发性和多线程-并发性与并行性

以下内容转自http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/concurrency-vs-parallelism.html(使用谷歌翻译): 术语并发和并行性通常用于多线程程序.但是,并发和并行性究竟是什么意思呢,它们是相同的术语还是什么? 简短的答案是“不”.它们不是相同的术语,尽管它们在表面上看起来非常相似.也花了我一些时间来终于找到并了解并发和并行性之间的区别.因此,我决定在这个Java并发教程中添加一个关于并发性与并行性的文本. 并发 并发意味着

5、Java并发性和多线程-相同线程

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29、Java并发性和多线程-非阻塞算法

以下内容转自http://ifeve.com/non-blocking-algorithms/: 在并发上下文中,非阻塞算法是一种允许线程在阻塞其他线程的情况下访问共享状态的算法.在绝大多数项目中,在算法中如果一个线程的挂起没有导致其它的线程挂起,我们就说这个算法是非阻塞的. 为了更好的理解阻塞算法和非阻塞算法之间的区别,我会先讲解阻塞算法然后再讲解非阻塞算法. 阻塞并发算法 一个阻塞并发算法一般分下面两步: 执行线程请求的操作 阻塞线程直到可以安全地执行操作 很多算法和并发数据结构都是阻塞的.

17、Java并发性和多线程-避免死锁

以下内容转自http://ifeve.com/deadlock-prevention/: 在有些情况下死锁是可以避免的.本文将展示三种用于避免死锁的技术: 加锁顺序 当多个线程需要相同的一些锁,但是按照不同的顺序加锁,死锁就很容易发生. 如果能确保所有的线程都是按照相同的顺序获得锁,那么死锁就不会发生.看下面这个例子: Thread 1: lock A lock B Thread 2: wait for A lock C (when A locked) Thread 3: wait for A

13、Java并发性和多线程-Java Volatile关键字

以下内容转自http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/volatile.html(使用谷歌翻译): Java volatile关键字用于将Java变量标记为“存储在主存储器”中.更准确地说,这意味着,每个读取volatile变量将从计算机的主存储器中读取,而不是从CPU缓存中读取,并且每个写入volatile变量的写入将被写入主存储器,而不仅仅是写入CPU缓存. 实际上,由于Java 5的volatile关键字保证不仅仅是volatile变量被写入

21、Java并发性和多线程-Java中的锁

以下内容转自http://ifeve.com/locks/: 锁像synchronized同步块一样,是一种线程同步机制,但比Java中的synchronized同步块更复杂.因为锁(以及其它更高级的线程同步机制)是由synchronized同步块的方式实现的,所以我们还不能完全摆脱synchronized关键字(译者注:这说的是Java 5之前的情况). 自Java 5开始,java.util.concurrent.locks包中包含了一些锁的实现,因此你不用去实现自己的锁了.但是你仍然需要去

26、Java并发性和多线程-线程池

以下内容转自http://ifeve.com/thread-pools/: 线程池(Thread Pool)对于限制应用程序中同一时刻运行的线程数很有用.因为每启动一个新线程都会有相应的性能开销,每个线程都需要给栈分配一些内存等等. 我们可以把并发执行的任务传递给一个线程池,来替代为每个并发执行的任务都启动一个新的线程.只要池里有空闲的线程,任务就会分配给一个线程执行.在线程池的内部,任务被插入一个阻塞队列(Blocking Queue ),线程池里的线程会去取这个队列里的任务.当一个新任务插入