Java编程思想中关于并发的总结

Java编程思想这本书的第二十一章讲解了关于并发的内容，本文就对其总结一下。

并发基础

Java中的线程数据结构是非常简单的，Java的线程是一种操作系统线程，Java线程维护着自己的堆栈、程序计数器和一套寄存器。

线程的主要状态有五个，分别是新建、就绪、运行、阻塞和死亡。其中“就绪”状态指线程已经准备好获取CPU，并等待CPU资源的分配。

Java线程使用synchronized关键字实现线程同步，synchronized关键字在Java中是输入模型的基础。Java还提供了wait()、notify()和notifyAll()等关键字，它们实现了线程的通信。

在本章节，Java编程思想对一些并发相关的概念进行了解释和总结，包括：原子性、非阻塞同步、死锁、协作对象、Executor框架等等。

并发工具

Java编程思想中提供了许多线程安全的并发工具，包括Semaphore、CyclicBarrier、CountDownLatch、Exchanger、Phaser等等。

这些并发工具能够帮助我们协调和控制一组线程的执行顺序和操作。

以下是一个使用Semaphore实现的生产者消费者问题的示例：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class SemaphoreDemo {
    static Semaphore semaphore = new Semaphore(1);

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        semaphore.acquire();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquire");
                        Thread.sleep(1000);
                        semaphore.release();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " release");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
        executorService.shutdown();
    }
}

上述代码中，我们创建了一个Semaphore对象，它的许可证数量为1，并创建了三个线程。在每个线程的执行过程中，它们将尝试获取Semaphore的一个许可证，如果成功获取，则输出线程名称并等待1秒，然后释放许可证。

线程池

Java编程思想还讨论了线程池的实现和使用。

线程池使用Executors类进行构建，其参数可以指定线程池的大小、线程池的工作队列等，它是一种常用的线程管理工具，能够帮助我们优化系统线程的使用。

下面是一个使用线程池实现多线程计算的示例：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadExecutorDemo {
    static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);

    public static void main(String[] args) {
        executor.execute(new MyRunnable(1));
        executor.execute(new MyRunnable(2));
        executor.execute(new MyRunnable(3));
        executor.shutdown();
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {
    private int taskNum;

    public MyRunnable(int num) {
        this.taskNum = num;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            System.out.println("Task" + taskNum + ":" + i);
        }
    }
}

上述代码中，我们创建一个固定大小为3的线程池，创建一个MyRunnable对象，并将它提交给线程池，线程池会自动分配线程并执行MyRunnable对象中的任务。

总结

Java编程思想中的并发内容非常丰富，包括线程的创建、线程同步、线程通讯等方面，还提供了许多线程安全的并发工具，帮助我们协调和控制一组线程的执行顺序和操作。同时，线程池是Java中常用的线程管理工具，能够优化系统线程的使用，提高程序的效率。