Java 並發程式設計有哪些常見的並發模式和設計？

Java 並發程式設計提供了多種模式和設計，包括鎖定、原子變數、信號量、屏障和發布-訂閱，可協助編寫健全、可擴展和高效能的並發應用程式。並發設計包括線程池、並發集合、無鎖資料結構、響應式程式設計和分散式鎖定，用於優化並發處理。一個實戰案例是使用執行緒池和並發佇列處理大量請求，該範例示範如何使用 Java 並發 API 最佳化請求處理效率。

Java 並發程式設計中的常見並發模式和設計

並發程式設計涉及編寫程式碼，以便可以在同一時間運行多個任務。 Java 提供了多種並發模式和設計，可協助開發者設計健壯、可擴展且高效能的並發應用程式。

並發模式

1. 鎖定 - 保證對共享資料的獨佔訪問，防止競態條件。

2. 原子變數 - 提供執行緒安全的變量，以防止不同執行緒同時修改相同的值。

3. 信號量 - 限制可以同時存取共享資源的執行緒數。

4. 屏障 - 同步線程，確保它們全部到達特定點，然後再繼續執行。

5. 發布-訂閱 - 允許發布者非同步發布事件，而訂閱者則根據需要接收這些事件。

並發設計

1. 執行緒池 - 管理執行緒的建立和銷毀，以提高效能和可擴展性。

2. 並發集合 - 提供執行緒安全的集合，允許在多執行緒環境中安全地儲存和檢索資料。

3. 無鎖定資料結構 - 使用原子操作實現執行緒安全，避免使用鎖定的開銷。

4. 響應式程式設計 - 專注於處理非同步事件流，而不是使用阻塞 I/O。

5. 分散式鎖定 - 在分散式系統中協調並發訪問，用於管理跨多個伺服器的共享資源。

實戰案例：使用執行緒池和並發佇列

考慮一個處理大量請求的應用程式。我們可以使用執行緒池和並發佇列來優化並發的請求處理：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadPoolExample {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建一个固定大小为 4 的线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);

        // 创建一个无界的并发队列
        LinkedBlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>();

        // 向队列中添加请求任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            queue.offer(() -> {
                // 执行请求处理
                System.out.println("执行请求：" + i);
            });
        }

        // 提交队列中的任务到线程池
        executorService.submit(queue);

        // 在 5 秒后关闭线程池
        executorService.shutdown();
        executorService.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

在範例中，我們建立了一個執行緒池，其中有 4 個執行緒。任務儲存在並發佇列中，執行緒池從佇列中取得任務並並行執行它們。這樣可以提高請求處理的效率，因為執行緒不必等待任務完成才能開始處理下一個任務。

以上是Java 並發程式設計有哪些常見的並發模式和設計？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！