項目 喜歡並發實用程式來等待和通知

動機

• 自 Java 5 以來，該平台在 java.util.concurrent 套件中提供了高級並發實用程式。
• 它們取代了手動且複雜的等待和通知的使用。
• 它們更安全、更易於使用，減少了並發程式碼中出錯的可能性。

java.util.concurrent 中的同時實用程式
實用類別：

• 執行器框架：第 80 條中介紹的執行緒管理。
• 並發集合：List、Queue 和 Map 等標準集合的執行緒安全實作。
• 同步器：執行緒之間的協調，包括 CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier、Exchanger 和 Phaser。

競賽系列

特徵：

• 內部同步以獲得高效能。
• 他們不允許排除競爭活動。
• 像 putIfAbsent 這樣的原子操作提高了安全性和可用性。 範例：線程安全 Map 的實作：

Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
String result = map.putIfAbsent("key", "value");
if (result == null) {
    System.out.println("Valor inserido.");
} else {
    System.out.println("Chave já existente com valor: " + result);
}

好處：

• 取代同步集合（Collections.synchronizedMap）。
• 競爭應用程式的效能顯著提高。

同步器
目的：線程之間的協調。

常見同步器範例：

• CountDownLatch：用於執行緒協調的一次性屏障。
• 信號量：控制對共享資源的存取。
• CyclicBarrier：在可重複使用屏障點進行同步。
• Phaser：進階動態執行緒同步。

實際範例：使用 CountDownLatch 進行並發計時
目的：測量多個執行緒同時執行的時間。

實作：

public static long time(Executor executor, int concurrency, Runnable action) throws InterruptedException {
    CountDownLatch ready = new CountDownLatch(concurrency);
    CountDownLatch start = new CountDownLatch(1);
    CountDownLatch done = new CountDownLatch(concurrency);

    for (int i = 0; i < concurrency; i++) {
        executor.execute(() -> {
            try {
                ready.countDown(); // Indica que está pronto
                start.await();     // Aguarda o sinal de início
                action.run();
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            } finally {
                done.countDown(); // Indica que terminou
            }
        });
    }

    ready.await();   // Aguarda todas as threads ficarem prontas
    long startTime = System.nanoTime();
    start.countDown(); // Dispara o sinal de início
    done.await();     // Aguarda todas as threads finalizarem
    return System.nanoTime() - startTime;
}

註：

• 使用三個鎖存器：ready（表示準備就緒）、start（初始觸發）和done（最終確定）。
• 使用 System.nanoTime 精確測量時間間隔。

等待和通知的當前實踐
僅用於遺留程式碼維護。
主要規則：

1. 呼叫 wait 時一律使用循環：

synchronized (lock) {
    while (!condition) {
        lock.wait();
    }
}

1. 測試等待前後的狀況。
2. 避免依賴notify，首選notifyAll。

結論

• 盡可能使用有競爭力的實用程式。
• 它們使程式碼更具可讀性、安全性和效率。
• 現代替代方案（如 CyclicBarrier 或 Phaser）可以取代基於等待和通知的模式

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書中的例子

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