1.java编程代码如何实现协程?并发编程并发编程
2.Java高并发编程实战5,异步注解@Async自定义线程池
3.java并发编程之深入学习Concurrent包(十一,源码ConcurrentLinkedQueue类)
4.Java并发源码concurrent包
5.Java并发系列 | Semaphore源码分析
6.Java并发编程之newFixedThreadPool线程池
java编程代码如何实现协程?代码
在Java中实现协程,通常借助第三方库完成,并发编程并发编程如Quasar、源码Coroutines和Jetlang等。代码精美网站模板源码这些库提供必要的并发编程并发编程上下文切换、调度与协作机制。源码
示例代码如下:通过Quasar的代码Fiber类创建协程,使用start()启动。并发编程并发编程协程执行期间,源码通过调用Fiber.sleep()挂起,代码等待指定时间后恢复执行。并发编程并发编程
实现协程,源码需将协程包装在SuspendableRunnable或SuspendableCallable对象中。代码在主线程中等待协程执行完毕,调用fiber.join()方法。
使用协程能提升并发性与性能,但需谨慎,以免引发死锁、内存泄漏等问题。在使用时,需评估并调整以适应具体业务需求。
Java高并发编程实战5,异步注解@Async自定义线程池
@Async注解的作用是异步处理任务。
在使用@Async时,如果不指定线程池的名称,默认线程池是Spring默认的线程池SimpleAsyncTaskExecutor。
默认线程池的配置如下:
从最大线程数可以看出,在并发情况下,会无限制地创建线程。
也可以通过yml重新配置:
也可以自定义线程池,下面通过简单的代码来实现@Async自定义线程池。
二、代码实例
导入POM
配置类AsyncTaskConfig
UserController
UserService
UserServiceImpl
三、为什么在文件内执行异步任务,还是一个线程,没有实现@Async效果?
在众多尝试中,国源码找到了@Async失效的几个原因:
四、配置中使用了ThreadPoolTaskExecutor和ThreadPoolExecutor,这两个有什么区别?
ThreadPoolTaskExecutor是spring core包中的,而ThreadPoolExecutor是JDK中的JUC。
1、initialize()
查看ThreadPoolTaskExecutor的initialize()方法
2、initializeExecutor抽象方法
再查看initializeExecutor抽象方法的具体实现类,其中有一个就是ThreadPoolTaskExecutor类,查看它的initializeExecutor方法,使用的就是ThreadPoolExecutor。
因此可以了解到ThreadPoolTaskExecutor是对ThreadPoolExecutor进行了封装。
五、核心线程数
配置文件中的线程池核心线程数为何配置为Runtime.getRuntime().availableProcessors()?
获取的是CPU核心线程数,也就是计算资源。
在实际中,需要对具体的线程池大小进行调整,可以通过压测及机器设备现状,进行调整大小。如果线程池太大,则会造成CPU不断的切换,对整个系统性能也不会有太大的提升,反而会导致系统缓慢。
六、线程池执行流程
java并发编程之深入学习Concurrent包(十一,ConcurrentLinkedQueue类)
深入学习ConcurrentLinkedQueue类,了解它作为非阻塞队列实现,采用链表形式构建的容器。
ConcurrentLinkedQueue类遵循非阻塞算法,通过原子指令CAS(Compare and Swap)取代同步阻塞锁,以确保在并发访问下数据的一致性,并显著提升同步性能。根据Amdahl定律,最小化串行代码的粒度是提升并发性能的关键,ConcurrentLinkedQueue类的实现正是如此。它不严格保证链表头尾的一致性,而是通过CAS操作来确保新节点的插入和头尾节点的更新,实现高效并发。知源码
在非阻塞队列的操作中,通常需要原子化执行的两个步骤被分离,即插入新节点的入队和出队操作,与头尾节点的更新并非同步。这减少了需要原子更新的值范围,仅涉及唯一的变量,从而提升了非阻塞队列操作的性能,这也是Amdahl定律的体现。
ConcurrentLinkedQueue类的源代码中,节点类Node实现了这一设计,其item和next域被声明为普通的volatile类型,并使用AtomicReferenceFieldUpdater来更新。通过这种方式,能够实现高效、并发的节点操作。
节点类型被分为有效节点(item不为null)、无效节点(item为null)和已删除节点(通过next链接到自身),其中,头节点是队列中的第一个有效节点,而尾节点是next为null的节点,注意这不一定是tail指向的节点。
队列的初始化通过创建一个head和tail共同指向,item及next都为null的初始队列来实现。
入队操作涉及将新节点插入到尾节点的后面,通过tail找到尾节点执行插入操作。如果插入不成功,会继续向后推进查找。这一过程确保了高效并发的实现。
出队操作则涉及从头节点开始,循环查找下一个节点,直到找到满足条件的节点为止。一旦找到满足条件的节点,则更新头节点,并返回该节点的item值。
当遍历过程已越过一个节点时,会寻找下一个节点。如果head的神源码next等于head,则意味着到达了哨兵节点,此时下一节点从head重新开始查找。
综上所述,ConcurrentLinkedQueue类通过非阻塞算法和高效的设计,提供了一个高性能的并发队列实现,适用于需要高并发访问场景的应用。
Java并发源码concurrent包
深入JAVA杨京京:Java并发源码concurrent包
在JDK1.5之前,Java并发设计复杂且对程序员负担重,需考虑性能、死锁、公平性等。JDK1.5后,引入了java.util.concurrent工具包简化并发,提供多种并发模型,减轻开发负担。
Java并发工具包java.util.concurrent源自JSR-,包含用于并发程序的通用功能。该包由Doug Lea开发,旨在提供线程安全的容器、同步类、原子对象等工具,减少并发编程的复杂性。
并发容器如阻塞队列、非阻塞队列和转移队列等,实现线程安全功能,不使用同步关键字,为并发操作提供便利。
同步类如Lock等,提供线程之间的同步机制,确保数据一致性。原子对象类如AtomicInteger、AtomicLong等,提供高效的原子操作,避免同步锁,实现线程安全。
原子操作类在多线程环境中实现数据同步和互斥,确保数据一致性。新闻源码实际应用场景包括线程安全的数据结构和算法实现。
java.util.concurrent.atomic包中的原子操作类,使用硬件支持的原子操作实现数据的原子性,提高并发程序的效率和性能。
值得一提的是,Java并发工具包还包含了Fork-Join框架,通过分解和合并任务,实现高效并行处理,减少等待其他线程完成时间,并利用工作偷取技术优化线程执行效率。
Java线程池如ThreadLocalRandom类,提供高性能随机数生成,通过种子内部生成和不共享随机对象减少资源争用和消耗,提高并发程序的性能。
Java并发系列 | Semaphore源码分析
在Java并发编程中,Semaphore(信号量)是AQS共享模式的实用工具,它能够控制多个线程对共享资源的并发访问,实现流量控制。Semaphore的核心概念是“许可证”,类似于公共汽车票,只有获取到票的线程才能进行操作。许可证数量有限,当数量耗尽时,后续线程需要等待,直到有线程释放其许可证。Semaphore构造器接受初始许可证数量,可以选择公平或非公平的获取方式。
Semaphore提供了获取和释放许可证的API,默认每次操作一个许可证。获取许可证有直接和尝试两种方式,直接获取可能阻塞,而尝试不会。acquire方法内部调用的是AQS的acquireSharedInterruptibly,它会尝试公平或非公平地获取,并在获取失败时决定是否阻塞。释放许可证则直接调用AQS的releaseShared方法,通过自旋循环确保同步状态的正确更新。
Semaphore的应用广泛,本文通过实现一个简单的数据库连接池,展示了Semaphore如何控制连接的并发使用。连接池初始化时创建固定数量的连接,每次线程请求连接时需要获取许可证,释放连接时则释放许可证。测试结果验证了Semaphore有效管理连接并发并确保了流量控制。
代码示例与测试结果表明,Semaphore通过控制许可证数量,确保了资源使用的合理调度,当连接池中所有连接被占用,后续请求将被阻塞,直到有连接被释放。这清楚地展示了Semaphore在并发控制中的作用。
Java并发编程之newFixedThreadPool线程池
在计算机硬件性能提升和多核CPU普及的背景下,Java开发者面临如何优化程序运行效率的问题。为此,Java提供了线程池机制,其中newFixedThreadPool是一个重要组件,用于管理和限制线程数量,减少创建和销毁的开销。
newFixedThreadPool是一种固定大小的线程池,线程数量在创建时就确定,并保持不变。它通过LinkedBlockingQueue队列管理任务,当线程忙碌时,新任务会被阻塞直到有空闲线程。然而,过快的任务提交可能导致队列无限增长,引发内存溢出。因此,合理设置线程池大小和队列容量至关重要。
使用newFixedThreadPool很简单,只需创建ThreadPoolExecutor对象并提交任务。需要注意线程池的关闭,例如通过executorService.shutdown()。newFixedThreadPool有其优点,如稳定性和可扩展性,但也存在缺点,如任务执行过程中异常处理的差异。
线程池有两种主要任务提交方式,execute()和submit(),它们处理返回值和异常的方式有所不同。execute()适用于异步提交,而submit()提供了Future对象,支持同步提交和取消任务。在任务全部执行完毕后,可以使用executorService.awaitTermination()方法阻塞主线程直到任务完成。
总的来说,newFixedThreadPool是Java并发编程中的有力工具,通过合理配置,可以有效提升程序性能和稳定性。开发者需要根据实际需求选择合适的线程池,并调整其参数,以达到最佳性能效果。
Java并发编程笔记之LinkedBlockingQueue源码探究
LinkedBlockingQueue 是基于单向链表实现的一种阻塞队列,其内部包含两个节点用于存放队列的首尾,并维护了一个表示元素个数的原子变量 count。同时,它利用了两个 ReentrantLock 实例(takeLock 和 putLock)来保证元素的原子性入队与出队操作。此外,notEmpty 和 notFull 两个信号量与条件队列用于实现阻塞操作,使得生产者和消费者模型得以实现。
LinkedBlockingQueue 的实现主要依赖于其内部锁机制和信号量管理。构造函数默认容量为最大整数值,用户可自定义容量大小。offer 方法用于尝试将元素添加至队列尾部,若队列未满则成功,返回 true,反之返回 false。若元素为 null,则抛出 NullPointerException。put 方法尝试将元素添加至队列尾部,并阻塞当前线程直至队列有空位,若被中断则抛出 InterruptedException。通过使用 putLock 锁,确保了元素的原子性添加以及元素计数的原子性更新。
在实现细节上,offer 方法通过在获取 putLock 的同时检查队列是否已满,避免了不必要的元素添加。若队列未满,则执行入队操作并更新计数器,同时考虑唤醒等待队列未满的线程。此过程中,通过 notFull 信号量与条件队列协调线程间等待与唤醒。
put 方法则在获取 putLock 后立即检查队列是否满,若满则阻塞当前线程至 notFull 信号量被唤醒。在入队后,更新计数器,并考虑唤醒等待队列未满的线程,同样通过 notFull 信号量实现。
poll 方法用于从队列头部获取并移除元素,若队列为空则返回 null。此方法通过获取 takeLock 锁,保证了在检查队列是否为空和执行出队操作之间的原子性。在出队后,计数器递减,并考虑激活因调用 poll 或 take 方法而被阻塞的线程。
peek 方法类似,但不移除队列头部元素,返回 null 若队列为空。此方法也通过获取 takeLock 锁来保证操作的原子性。
take 方法用于阻塞获取队列头部元素并移除,若队列为空则阻塞当前线程直至队列不为空。此方法与 put 方法类似,通过 notEmpty 信号量与条件队列协调线程间的等待与唤醒。
remove 方法用于移除并返回指定元素,若存在则返回 true,否则返回 false。此方法通过双重加锁机制(fullyLock 和 fullyUnlock)来确保元素移除操作的原子性。
size 方法用于返回当前队列中的元素数量,通过 count.get() 直接获取,确保了操作的准确性。
综上所述,LinkedBlockingQueue 通过其独特的锁机制和信号量管理,实现了高效、线程安全的阻塞队列操作,适用于生产者-消费者模型等场景。
Java并发编程解析 | 基于JDK源码解析Java领域中并发锁之StampedLock锁的设计思想与实现原理 (三)
在并发编程领域,核心问题涉及互斥与同步。互斥允许同一时刻仅一个线程访问共享资源,同步则指线程间通信协作。多线程并发执行历来面临两大挑战。为解决这些,设计原则强调通过消息通信而非内存共享实现进程或线程同步。
本文探讨的关键术语包括Java语法层面实现的锁与JDK层面锁。Java领域并发问题主要通过管程解决。内置锁的粒度较大,不支持特定功能,因此JDK在内部重新设计,引入新特性,实现多种锁。基于JDK层面的锁大致分为4类。
在Java领域,AQS同步器作为多线程并发控制的基石,包含同步状态、等待与条件队列、独占与共享模式等核心要素。JDK并发工具以AQS为基础,实现各种同步机制。
StampedLock(印戳锁)是基于自定义API操作的并发控制工具,改进自读写锁,特别优化读操作效率。印戳锁提供三种锁实现模式,支持分散操作热点与削峰处理。在JDK1.8中,通过队列削峰实现。
印戳锁基本实现包括共享状态变量、等待队列、读锁与写锁核心处理逻辑。读锁视图与写锁视图操作有特定队列处理,读锁实现包含获取、释放方式,写锁实现包含释放方式。基于Lock接口的实现区分读锁与写锁。
印戳锁本质上仍为读写锁,基于自定义封装API操作实现,不同于AQS基础同步器。在Java并发编程领域,多种实现与应用围绕线程安全,根据不同业务场景具体实现。
Java锁实现与运用远不止于此,还包括相位器、交换器及并发容器中的分段锁。在并发编程中,锁作为实现方式之一,提供线程安全,但实际应用中锁仅为单一应用,提供并发编程思想。
本文总结Java领域并发锁设计与实现,重点介绍JDK层面锁与印戳锁。文章观点及理解可能存在不足,欢迎指正。技术研究之路任重道远,希望每一份努力都充满价值,未来依然充满可能。