# Java并发编程的基础 ## 引言 在当今多核处理器普及的时代，并发编程已成为提高程序性能的关键手段。Java作为一门成熟的企业级编程语言，提供了丰富的并发编程工具和API。本文将系统介绍Java并发编程的基础知识，包括线程基础、线程安全、同步机制以及常用并发工具类等内容。 ## 一、线程基础 ### 1.1 线程与进程 - **进程**：操作系统资源分配的基本单位，拥有独立的内存空间 - **线程**：CPU调度的基本单位，共享进程内存空间 - **关系**：一个进程包含多个线程，线程是轻量级的进程 ### 1.2 线程创建方式 ```java // 方式1：继承Thread类 class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println("Thread running"); } } // 方式2：实现Runnable接口 class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("Runnable running"); } } // 方式3：使用Lambda表达式 Thread lambdaThread = new Thread(() -> { System.out.println("Lambda thread running"); }); 当多个线程访问共享资源时，可能导致数据不一致的问题，典型场景包括： - 竞态条件（Race Condition） - 内存可见性问题 - 指令重排序问题
// 同步方法 public synchronized void syncMethod() { // 临界区代码 } // 同步代码块 public void syncBlock() { synchronized(this) { // 临界区代码 } } // 静态方法同步 public static synchronized void staticSync() { // 临界区代码 } 保证变量的可见性和禁止指令重排序：
private volatile boolean flag = false; | 特性 | synchronized | ReentrantLock |
|---|---|---|
| 实现方式 | JVM内置 | JDK实现 |
| 可中断 | 不支持 | 支持 |
| 公平锁 | 非公平 | 可配置 |
| 条件变量 | 有限支持 | 支持 |
| 性能 | 优化后较好 | 较高 |
// 初始化计数器 CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3); // 工作线程 new Thread(() -> { // 执行任务 latch.countDown(); }).start(); // 主线程等待 latch.await(); System.out.println("所有任务完成"); CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> { System.out.println("所有线程到达屏障"); }); for (int i = 0; i < 3; i++) { new Thread(() -> { try { System.out.println("线程到达"); barrier.await(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }).start(); } Semaphore semaphore = new Semaphore(3); // 允许3个线程同时访问 new Thread(() -> { try { semaphore.acquire(); // 访问资源 } finally { semaphore.release(); } }).start(); // 创建线程池 ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); // 提交任务 executor.submit(() -> { System.out.println("Task running"); }); // 关闭线程池 executor.shutdown(); new ThreadPoolExecutor( corePoolSize, // 核心线程数 maximumPoolSize, // 最大线程数 keepAliveTime, // 空闲线程存活时间 unit, // 时间单位 workQueue, // 工作队列 threadFactory, // 线程工厂 handler // 拒绝策略 ); AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0); // 原子递增 counter.incrementAndGet(); // CAS操作 boolean success = counter.compareAndSet(expect, update); 高并发场景下性能优于AtomicLong：
LongAdder adder = new LongAdder(); adder.increment(); long sum = adder.sum(); ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(); map.put("key", 1); map.computeIfAbsent("key", k -> 2); CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>(); list.add("item"); list.get(0); // 读取不需要同步 Future<String> future = executor.submit(() -> { Thread.sleep(1000); return "Result"; }); String result = future.get(); // 阻塞获取结果 CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello") .thenApply(s -> s + " World") .thenAccept(System.out::println); Java并发编程是一个庞大而复杂的主题，本文仅介绍了基础概念和常用工具。要真正掌握并发编程，需要深入理解Java内存模型（JMM），并在实际项目中不断实践和优化。随着Java版本的更新，并发API也在不断演进（如虚拟线程等），开发者需要持续学习新的技术和最佳实践。
注意：本文示例代码仅用于演示概念，实际使用时需要考虑异常处理、资源释放等细节。 “`
这篇文章大约2200字，涵盖了Java并发编程的主要基础知识点，采用Markdown格式编写，包含代码示例和表格对比，结构清晰。如需进一步扩展某个主题或添加更多实践案例，可以继续补充相关内容。
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