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使用Optional(爪哇)
摘要:
Optional是Java中为解决空指针异常而设计的容器类,用于装载可能为空的对象。它提供了一系列方法,帮助开发者更安全地处理可能为空的对象。本文介绍了Optional的基本概念、对象的方法以及适用场景。通过示例代码,详细解释了如何使用Optional避免空指针异常,包括检查盒子内是否有内容、创建Optional对象、获取盒内对象或提供默认值、判断后执行操作以及转换为流水线的处理方法。同时,也指出了在哪些情况下不适合使用Optional,如用于类的字段、方法参数、构造器参数以及集合等。总结来说,Optional提供了一种更安全、更简洁的方式来处理可能为空的对象,避免空指针异常的发生。
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线程池----下
摘要:
本文主要介绍了线程池中线程实现复用的原理。线程池通过创建Worker对象来封装线程和任务,利用AQS锁的特性实现线程的复用。线程在执行完任务后会通过getTask方法获取新任务,实现线程的复用。线程池有五种状态,包括RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING和TERMINATED。线程池提供了shutdown和shutdownNow方法来关闭线程池。同时,线程池可以进行监控,通过提供的方法以及扩展方法获取运行状态。使用Executors构建线程池存在一些问题,因此实际项目中需要合理自定义线程池,根据业务类型设置线程数和有界队列大小,并自定义线程工厂设置线程名称。线程池适用于需要异步或多线程处理任务的场景。
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线程池----上
摘要:
线程池是一种池化技术,旨在避免资源重复创建和销毁的性能开销。线程池通过管理和复用线程,实现资源的高效利用。线程池的主要好处包括降低资源消耗、提高响应速度以及提升线程的可管理性。
在Java中,线程池主要通过构建ThreadPoolExecutor来创建。其核心构造参数包括核心线程数、最大线程数、存活时间、时间单位、任务队列、线程工厂以及拒绝策略。
线程池的运行原理如下:
1. 线程池刚创建时只有阻塞队列,没有线程。
2. 当提交任务时,首先判断当前线程数是否小于核心线程数,若是,则创建线程执行任务;否则,尝试将任务放入阻塞队列。
3. 若队列已满且线程数小于最大线程数,会创建非核心线程执行任务;否则,执行拒绝策略。
4. 线程执行完任务后,不会退出,而是从队列中获取任务继续执行。
5. 如果任务提交时队列中有任务,新创建的线程会优先处理新提交的任务。
6. 线程池的execute方法根据线程数量及任务情况,决定是添加核心线程、非核心线程还是执行拒绝策略。
至于keepAliveTime和unit参数的作用,它们用于设定非核心线程的存活时间和时间单位,当线程数超过核心线程数时,这些参数会发挥作用,确保非核心线程在空闲一段时间后能够终止,从而节省资源。拒绝策略中的不同实现如AbortPolicy、CallerRunsPolicy等,可根据实际需求选择。
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Java并发-补充
这段内容涵盖了多线程编程中的几种模式和设计,包括两阶段终止模式、Balking模式、保护性暂停模式、生产者/消费者模式、哲学家就餐问题、double-checked locking问题、共享模型之不可变、final原理、享元设计模式以及包装类的使用。
摘要总结:
1. **两阶段终止模式**:在Java中,可以使用`Thread.interrupt()`来请求线程中断,然后线程可以检查`Thread.currentThread().isInterrupted()`来决定是否停止。这种“优雅”的停止方式给了线程一个机会来清理资源。
2. **Balking模式**:一个线程在发现另一个线程已经完成了某项任务时,就不会再次执行。
3. **保护性暂停模式**:一个线程等待另一个线程的结果,这种模式常用于同步操作。
4. **生产者/消费者模式**:一个或多个生产者线程生成数据,一个或多个消费者线程处理数据。
5. **哲学家就餐问题**:一个经典的并发问题,通过使用ReentrantLock和tryLock()方法来解决。
6. **double-checked locking问题**:在单例模式中的初始化问题,确保在多线程环境下正确地创建单例。
7. **共享模型之不可变**:如果一个对象的状态在创建后不可更改,那么它就是线程安全的。
8. **final原理**:`final`关键字确保变量、方法或类在初始化后不能被更改。
9. **享元设计模式**:当需要重用数量有限的同一类对象时,使用享元模式。
10. **包装类**:Java的包装类,如Long、Integer等,提供了缓存机制来重用对象,以减少内存消耗。
这些模式和设计在解决多线程编程中的复杂问题时非常有用,它们提供了处理并发、同步、资源管理和性能优化的方法。
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三、Java并发
摘要:
线程池是Java中用于管理线程的一种机制,可以有效地控制线程的数量,避免无节制地创建线程,导致系统崩溃。线程池的主要参数包括核心线程数、等待队列、最大线程数、拒绝策略和空闲线程存活时间。当向线程池提交任务时,它按照一定规则处理任务,包括新建线程、将任务放入等待队列、拒绝任务等。线程池的优点包括线程复用、减少创建和销毁线程的开销,以及更好地控制线程的数量和执行流程。Java的线程池主要通过ThreadPoolExecutor类实现,其子类ScheduledThreadPoolExecutor支持定时任务的执行。线程池的使用需要合理配置参数,以充分利用系统资源并避免潜在问题。
Java还提供了一些并发工具类,如Semaphore、CountDownLatch和CyclicBarrier,以及本地存储解决方案ThreadLocal,这些都可以帮助实现线程安全。此外,通过原子类、volatile关键字和锁机制,也能保证多线程访问共享资源的线程安全。
Java的线程池和并发工具类在并发编程中非常重要,合理使用它们可以提高程序的性能和可维护性。
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二、Java集合类
摘要:
Java的集合框架包括List、Map、Set、Concurrent等,提供了丰富的数据结构供开发者选择。List中的ArrayList和LinkedList,Map中的HashMap、TreeMap和HashTable,Set中的HashSet和LinkedHashSet,以及Concurrent包中的ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedQueue等,都是常用的集合类。这些集合类在底层实现上有所不同,如ArrayList基于数组,HashMap基于数组+链表+红黑树,而LinkedList则基于双向链表。同时,这些集合类在并发处理、线程安全、内存效率等方面存在差异,需要根据具体需求选择合适的集合类。例如,ArrayList和LinkedList在数据插入、删除的位置不同时性能差异明显,而HashMap和ConcurrentHashMap在并发操作下有不同的表现。
此外,Java的集合类还提供了丰富的操作,如添加、删除、查找、迭代等,且支持多线程环境下的安全操作。同时,集合类还提供了一些高级特性,如失败机制和线程安全,以及如何有效地处理并发访问。例如,ConcurrentHashMap采用CAS和synchronized保证并发安全,CopyOnWriteArrayList在写操作时复制新数组,而非阻塞队列在队列为空时不会阻塞等待。
综上所述,Java的集合框架提供了多种数据结构,适用于不同场景下的数据存储和处理需求。
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13.垃圾回收器
垃圾回收器(GC)是Java虚拟机(JVM)中的关键组件,用于自动管理内存并回收不再使用的对象。不同的垃圾回收器在性能、吞吐量、暂停时间等方面各有优势,适用于不同的应用场景。从最初的串行垃圾回收器(Serial GC)发展到G1垃圾回收器,Java的垃圾收集技术经历了串行、并行、并发等阶段,以应对不同的内存和CPU资源需求。
选择垃圾回收器时,需要考虑应用的特点,如内存大小、CPU数量、对暂停时间的容忍度以及吞吐量需求。Serial GC适用于内存较小、单核CPU的情况,而Parallel GC和CMS GC适用于多核CPU且对暂停时间有较高要求的环境。G1 GC则适用于大内存、多核CPU且追求低停顿时间和高吞吐量的应用。
需要注意的是,没有一种垃圾回收器能够完美适用于所有场景。因此,针对特定的应用需求,需要对垃圾回收器进行调优,以获得最佳性能。此外,随着JVM技术的发展,新的垃圾回收器不断出现,以应对更复杂的应用场景。
总的来说,选择垃圾回收器时,需要综合考虑应用的需求、内存和CPU资源、以及对性能和延迟的要求,以选择最适合的垃圾回收器。
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12.垃圾回收相关概念
这段摘要非常详细地解释了Java中的引用类型以及它们在垃圾回收中的作用。主要包括强引用、软引用、弱引用和虚引用,并且描述了它们各自的特点和使用场景。同时,也涉及到了关于垃圾回收的一些重要概念,如Stop-The-World、安全点和安全区域等。此外,还提及了引用类型在实际编程中的应用,如软引用和弱引用在缓存中的应用,以及虚引用在跟踪对象回收时间方面的应用。这些内容对于理解Java内存管理和垃圾回收机制是非常有帮助的。
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11.垃圾回收概述及算法
你的文章对垃圾回收机制及其相关算法进行了全面而详细的介绍,包括引用计数、可达性分析、标记清除、复制、标记压缩以及分代收集等算法,还包括增量收集和分区算法等。这对于理解Java(以及其他使用垃圾回收机制的语言)的内存管理非常有帮助。
不过,我还想补充一点关于垃圾回收的注意事项。在实际开发中,除了理解这些算法的原理,我们还需要注意以下几点:
1. 合理使用对象,避免长时间持有不需要的对象,及时释放资源,以减少垃圾回收的压力。
2. 注意垃圾回收器的选择和使用。不同的垃圾回收器有不同的特点和适用场景,需要根据实际情况选择合适的垃圾回收器。
3. 关注垃圾回收的日志,通过日志分析垃圾回收的情况,以便及时发现问题并进行优化。
4. 在使用高并发、高性能的应用时,需要关注垃圾回收对应用性能的影响,可能需要进行相关的调优。
此外,随着技术的发展,现在的JVM已经进行了许多优化,很多细节对于普通开发者来说已经不需要过多关注。但是了解这些基础知识仍然有助于我们更好地理解JVM的工作原理,以及在遇到性能问题时能够更有效地进行调试和优化。