Java 関数ライブラリで一般的に使用される同時実行ツールは何ですか?

Java 同時実行ライブラリは、次のようなさまざまなツールを提供します。 スレッド プール: スレッドを管理し、効率を向上させるために使用されます。ロック: 共有リソースへのアクセスを同期するために使用されます。バリア: すべてのスレッドが指定されたポイントに到達するのを待機するために使用されます。アトミック操作: 分割できない単位であり、スレッドの安全性を確保します。同時キュー: 複数のスレッドが同時に動作できるようにするスレッドセーフなキュー。

Java ライブラリの一般的な同時実行ツール

Java の豊富な同時実行ライブラリは、堅牢で高性能の同時実行アプリケーションの作成に役立つさまざまなツールを提供します。この記事では、Java 関数ライブラリで最も一般的に使用される並行性ツールのいくつかを紹介し、実際のケースに基づいてその使用法を示します。

1. スレッド プール

スレッド プールはスレッドを管理するためのメカニズムであり、スレッドの作成と破棄の効率を向上させ、オーバーヘッドを削減できます。 Java の ThreadPoolExecutor クラスを使用すると、スレッド数、最大キュー サイズ、拒否ポリシーなどのさまざまなスレッド プール プロパティを構成できます。 ThreadPoolExecutor 类允许你配置各种线程池属性，例如线程数、最大队列大小和拒绝策略。

实战案例：

// 创建一个具有 5 个线程的线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(5, 5, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>());

// 提交任务到线程池
threadPool.execute(() -> System.out.println("任务 1 执行中"));
threadPool.execute(() -> System.out.println("任务 2 执行中"));

// 关闭线程池
threadPool.shutdown();

2. 锁

锁是一种同步机制，它允许你控制对共享资源的访问。Java 中的并发库提供了各种锁实现，包括：

• ReentrantLock：一种可重入锁，允许同一线程多次获取同一个锁
• ReadWriteLock：一种读写锁，允许多个线程同时读共享资源，但仅允许一个线程写

实战案例：

// 创建一个 ReentrantLock 对象
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

// 试图获取锁
if (lock.tryLock()) {
  try {
    // 对共享资源执行操作
  } finally {
    lock.unlock(); // 释放锁
  }
}

3. 屏障

屏障是一种同步机制，它允许一组线程等待所有线程都到达某个点。Java 中的 CyclicBarrier 类允许你指定等待线程的数量，并且当所有线程都到达屏障时，会释放它们。

实战案例：

// 创建一个 CyclicBarrier 对象，等待 3 个线程
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);

// 创建线程，每个线程等待屏障释放
for (int i = 0; i < 3; i++) {
  new Thread(() -> {
    try {
      barrier.await();
      // 所有线程都到达屏障后执行操作
    } catch (BrokenBarrierException | InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }).start();
}

4. 原子操作

原子操作是不可分割的单元，不能被其他线程中断。Java 中的 Atomic 类提供了一组原子变量和操作，例如：

• AtomicInteger：一个原子 int 变量
• AtomicReference：一个原子引用变量
• AtomicBoolean：一个原子布尔变量

实战案例：

// 创建一个 AtomicInteger 对象
AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);

// 使用原子操作增加计数器
counter.incrementAndGet();

5. 并发队列

并发队列是线程安全的队列实现，它允许多个线程同时操作队列。Java 中的并发库提供了各种并发队列，例如：

• BlockingQueue：一个阻塞队列，当队列为空时会阻塞获取操作
• ConcurrentLinkedQueue

// 创建一个 LinkedBlockingQueue 对象
BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();

// 向队列添加元素
queue.offer(1);
queue.offer(2);

// 从队列获取元素
Integer element = queue.poll();