Java 8 多线程功能

2024 年 9 月 10 日 | 阅读 3 分钟

Java 8 引入了多项新特性和改进,使得编写高效的并发程序变得更加容易。以下是一些关键特性:

  1. Lambda 表达式: Java 8 最重要的新特性之一是 lambda 表达式,它允许您编写简洁而富有表现力的代码来处理复杂的操作。通过 lambda 表达式,您可以将代码作为数据传递,并轻松创建函数式接口,这些接口可与 Executor 框架等多线程功能一起使用。
  2. CompletableFuture API: CompletableFuture 是一个简化 Java 8 中异步编程的新 API。它提供了一种表达和组合异步执行的计算的方法,并支持异常处理和超时。
  3. Stream API: Stream API 允许对数据流进行并行处理,从而更容易使用多个线程并行处理大量数据。可以通过调用 `parallel()` 方法轻松地并行化流,并且框架会处理底层的线程管理和同步。
  4. 函数式接口: Java 8 引入了几个新的函数式接口,这些接口是只有一个抽象方法的接口。这些接口可与 lambda 表达式一起使用,从而更轻松地编写可以并行执行的代码。
  5. Fork/Join 框架: Fork/Join 框架是并行化 Java 中递归算法的强大方法。它提供了一种简单的方法,可以将任务分解为更小的子任务,并使用工作线程池并行处理它们。
  6. 并行数组: Java 8 引入了并行数组,这些数组可以使用多个线程并行处理。这使得编写可以利用多核处理器而无需手动管理线程的代码变得更加容易。
  7. 改进的同步: Java 8 引入了一个新的 `synchronized` 关键字,允许您对特定对象进行同步。这使得编写线程安全代码比使用单独的锁对象更加容易。
  8. ThreadLocalRandom 类: Java 8 引入了一个新的 `ThreadLocalRandom` 类,它在多线程环境中提供了一种更有效的方式来生成随机数。此类使用线程本地随机数生成器生成随机数,从而避免了线程之间的争用。
  9. CompletableFuture 组合器: CompletableFuture 还提供了几个组合器,允许您将多个异步任务组合在一起。例如,您可以使用 `thenCompose()` 方法将多个 CompletableFuture 对象链接在一起,从而创建异步任务的管道。
  10. CompletableFuture 异常处理: CompletableFuture 提供了一种处理异步任务期间发生的异常的方法。您可以使用 `exceptionally()` 方法指定在发生异常时要执行的回退操作,或者使用 `handle()` 方法来处理成功和失败的结果。
  11. CompletableFuture 超时: CompletableFuture 提供了一种使用 `completeOnTimeout()` 方法为异步任务设置超时的方法。此方法允许您指定任务在特定时间内未完成时要执行的回退值或操作。
  12. Stream API 并行性: Stream API 提供了一种使用函数式操作方便地处理数据集合的方法。在 Java 8 中,Stream API 得到了增强,以支持使用多个线程进行并行处理。您可以使用 `parallel()` 方法来并行化流的处理,或使用 `parallelStream()` 方法直接创建并行流。
  13. 改进的 ThreadLocal 支持: Java 8 对 `ThreadLocal` 类进行了一些改进,该类提供了一种存储线程本地数据的方法。新的 `withInitial()` 方法使得使用初始值创建 ThreadLocal 对象更加容易,而新的 `get()` 方法允许您检索 ThreadLocal 对象的当前值。
  14. CompletableFuture 链式调用: CompletableFuture 提供了一种使用 `thenApply()` 方法将多个异步任务链接在一起的方法。此方法允许您指定一个函数来应用于 CompletableFuture 的结果,从而创建异步任务的管道。
  15. 改进的同步性能: Java 8 对锁和监视器等同步原语的性能进行了一些改进。这些改进包括减少非争用锁的开销,以及改进对偏向锁的处理。
  16. CompletableFuture 取消: CompletableFuture 提供了一种使用 `cancel()` 方法取消异步任务的方法。此方法允许您取消任务并释放它正在使用的任何资源。您还可以使用 `isCancelled()` 方法检查任务是否已被取消。