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infy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,源码路口找到了@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。localcryptos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的双升源码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。纠缠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。