面试题：你使用过哪些 Java 并发工具类？

Java 提供了丰富的并发工具类，位于 java.util.concurrent 包中，用于简化多线程编程并提高性能。以下是我使用过的一些常见 Java 并发工具类及其应用场景：

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1. ExecutorService 和线程池

• 作用：用于管理线程池，执行异步任务。
• 常用实现：
  • ThreadPoolExecutor：可自定义核心线程数、最大线程数、队列类型等。
  • ScheduledThreadPoolExecutor：支持定时任务和周期性任务。
  • Executors 工厂类：提供便捷的线程池创建方法，如 newFixedThreadPool、newCachedThreadPool 等。

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2. CountDownLatch

• 作用：用于等待一组线程完成任务，适用于主线程等待多个子线程完成的场景。
• 核心方法：
  • countDown()：减少计数器。
  • await()：阻塞直到计数器为 0。

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3. CyclicBarrier

• 作用：用于让一组线程互相等待，达到一个共同的屏障点后再继续执行。
• 核心方法：
  • await()：线程到达屏障点并等待其他线程。

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4. Semaphore

• 作用：用于控制同时访问某个资源的线程数量，适用于限流场景。
• 核心方法：
  • acquire()：获取许可。
  • release()：释放许可。

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5. ReentrantLock

• 作用：可重入锁，提供比 synchronized 更灵活的锁机制，支持公平锁和非公平锁。
• 核心方法：
  • lock()：获取锁。
  • unlock()：释放锁。
  • tryLock()：尝试获取锁，避免阻塞。

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6. BlockingQueue

• 作用：线程安全的队列，支持阻塞操作，常用于生产者-消费者模型。
• 常用实现：
  • ArrayBlockingQueue：基于数组的有界队列。
  • LinkedBlockingQueue：基于链表的可选有界队列。
  • PriorityBlockingQueue：支持优先级的无界队列。

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7. Future 和 CompletableFuture

• 作用：用于异步编程，获取异步任务的结果。
• Future：表示异步计算的结果，但获取结果时会阻塞。
• CompletableFuture：支持更强大的异步编程，如链式调用、异常处理等。

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8. Phaser

• 作用：类似于 CyclicBarrier，但支持更灵活的阶段控制，适用于分阶段的任务。
• 核心方法：
  • arrive()：到达当前阶段。
  • awaitAdvance(int phase)：等待进入下一阶段。

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9. StampedLock

• 作用：提供更高效的读写锁，支持乐观读锁。
• 核心方法：
  • readLock()：获取读锁。
  • writeLock()：获取写锁。
  • tryOptimisticRead()：尝试乐观读锁。

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10. Atomic 类

• 作用：提供原子操作，避免使用锁。
• 常用类：
  • AtomicInteger、AtomicLong：原子更新整型。
  • AtomicReference：原子更新引用类型。

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总结：

Java 并发工具类极大地简化了多线程编程的复杂性，提供了高效的线程管理、同步机制和异步任务处理能力。常用的工具类包括：

• 线程池（ExecutorService）
• 同步工具（CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore）
• 锁机制（ReentrantLock、StampedLock）
• 并发集合（BlockingQueue）
• 异步编程（Future、CompletableFuture）
• 原子类（AtomicInteger 等）