JAVA线程安全类

原子类(java.util.concurrent.atomic)

原子类通过CAS(Compare-And-Swap)机制实现线程安全的操作,适用于高并发场景。

  • AtomicInteger:原子性操作的Integer。
  • AtomicLong:原子性操作的Long。
  • AtomicBoolean:原子性操作的Boolean。
  • AtomicReference<V>:原子性操作的对象引用。
  • AtomicIntegerArray:原子性操作的整型数组。
  • AtomicLongArray:原子性操作的长整型数组。
  • AtomicReferenceArray<E>:原子性操作的引用数组。
  • LongAdder:高并发下比AtomicLong性能更好的累加器。
  • LongAccumulator:更通用的累加器。

示例代码:

java 复制代码
AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
count.incrementAndGet();
并发集合(java.util.concurrent)

并发集合类通过分段锁或CAS实现高性能的并发操作。

  • ConcurrentHashMap:分段锁或CAS实现的高性能并发HashMap,完全支持并发读,写操作也有较高的并发度。

    java 复制代码
    ConcurrentHashMap<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
    map.put("key", "value");
  • CopyOnWriteArrayList:读操作无锁,写操作通过复制副本实现,适用于读多写少的场景。

    java 复制代码
    CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
    list.add("element");
  • CopyOnWriteArraySet:基于CopyOnWriteArrayList实现,适用于读多写少的Set集合。

  • ConcurrentLinkedQueue:高效的并发队列,基于链表实现,无界线程安全队列,使用CAS实现。

    java 复制代码
    ConcurrentLinkedQueue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
    queue.offer("item");
  • BlockingQueue接口的实现类:

    • ArrayBlockingQueue:有界阻塞队列,基于数组。
    • LinkedBlockingQueue:可选有界阻塞队列,基于链表。
    • PriorityBlockingQueue:支持优先级的无界阻塞队列。
    • DelayQueue:延迟队列,元素只有在延迟期满时才能取出。
    • SynchronousQueue:不存储元素的阻塞队列。
同步容器

同步容器通过synchronized关键字实现线程安全,但性能较低。

  • Vector:线程安全的动态数组,方法使用synchronized修饰。

    java 复制代码
    Vector<String> vector = new Vector<>();
    vector.add("element");
  • Hashtable:线程安全的哈希表,方法使用synchronized修饰。

  • Stack:继承自Vector的线程安全栈。

  • Collections.synchronizedXXX方法:

    java 复制代码
    List<String> syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
    Set<String> syncSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
    Map<String, String> syncMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
锁相关的类

锁相关的类提供更灵活的线程同步机制。

  • ReentrantLock:可重入互斥锁,支持公平锁和非公平锁。

    java 复制代码
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    lock.lock();
    try {
        // 临界区代码
    } finally {
        lock.unlock();
    }
  • ReentrantReadWriteLock:读写锁,读读不互斥,读写互斥,写写互斥。

    java 复制代码
    ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
    rwLock.readLock().lock();
    rwLock.writeLock().lock();
  • StampedLock:JDK 8引入,比ReentrantReadWriteLock更高效的读写锁。

线程管理类

线程管理类用于管理线程的生命周期和资源。

  • ThreadPoolExecutor:线程池实现类,提供线程的复用和管理。

  • Executors:线程池工厂类,提供创建各种线程池的静态方法。

同步工具类

同步工具类用于协调多个线程的执行顺序。

  • Semaphore:信号量,控制同时访问的线程数。
  • CountDownLatch:倒计时器,等待多个线程完成。
  • CyclicBarrier:循环屏障,多个线程互相等待。
  • Phaser:阶段器,更灵活的同步屏障。
  • Exchanger:交换器,线程间交换数据。
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