


Javas Project Loom: Revolutionierung der Parallelit?t mit virtuellen Threads und strukturierten Aufgaben
Nov 20, 2024 am 01:57 AMProject Loom mischt die Java-Welt auf und ich freue mich, Ihnen mitzuteilen, was ich darüber gelernt habe. Bei dieser bahnbrechenden Erg?nzung zu Java geht es darum, die gleichzeitige Programmierung einfacher und effizienter zu machen.
Im Kern führt Project Loom virtuelle Threads ein. Dabei handelt es sich um leichtgewichtige Threads, die nicht direkt den Betriebssystem-Threads zugeordnet werden k?nnen, so dass wir Millionen davon erstellen k?nnen, ohne ins Schwitzen zu geraten. Dies ist ein entscheidender Faktor für die Verarbeitung vieler gleichzeitiger Vorg?nge, insbesondere in I/O-lastigen Anwendungen.
Lassen Sie uns in den Code eintauchen, um zu sehen, wie wir virtuelle Threads erstellen und verwenden k?nnen:
Runnable task = () -> { System.out.println("Hello from a virtual thread!"); }; Thread vThread = Thread.startVirtualThread(task); vThread.join();
So einfach ist das! Wir k?nnen virtuelle Threads genau wie normale Threads erstellen, sie sind jedoch viel ressourceneffizienter.
Eines der coolsten Dinge an Loom ist die strukturierte Parallelit?t. Dieses Konzept hilft uns, den Lebenszyklus verwandter Aufgaben einfacher zu verwalten. Hier ist ein Beispiel:
try (var scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) { Future<String> user = scope.fork(() -> fetchUser()); Future<List<Order>> orders = scope.fork(() -> fetchOrders()); scope.join(); scope.throwIfFailed(); processUserAndOrders(user.resultNow(), orders.resultNow()); }
In diesem Code verwenden wir ein StructuredTaskScope, um zwei verwandte Aufgaben zu verwalten. Wenn eine der Aufgaben fehlschl?gt, f?hrt das Oszilloskop alle Aufgaben herunter. Dies macht die Fehlerbehandlung und -behebung viel sauberer.
Jetzt fragen Sie sich vielleicht, wie Sie vorhandenen Code umgestalten k?nnen, um diese neuen Funktionen zu nutzen. Die gute Nachricht ist, dass es in vielen F?llen ziemlich einfach ist. Wenn Sie ExecutorService verwenden, k?nnen Sie es h?ufig durch Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor() ersetzen. Dadurch werden virtuelle Threads anstelle von Plattform-Threads verwendet, was Ihnen eine bessere Skalierbarkeit mit minimalen Code?nderungen bietet.
Loom ver?ndert auch unsere Einstellung zu traditionellen Parallelit?tsmustern. Beispielsweise wird das klassische Thread-Pool-Muster weniger notwendig, wenn Sie Millionen virtueller Threads erstellen k?nnen. Anstatt einen begrenzten Thread-Pool sorgf?ltig zu verwalten, k?nnen Sie einfach für jede Aufgabe einen neuen virtuellen Thread erstellen.
Sehen wir uns ein komplexeres Beispiel an, um zu sehen, wie Loom in Szenarien mit hohem Durchsatz helfen kann:
public class WebServer { public void handleRequests(int port) throws IOException { try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port)) { while (true) { Socket socket = serverSocket.accept(); Thread.startVirtualThread(() -> handleConnection(socket)); } } } private void handleConnection(Socket socket) { try (socket; var in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); var out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true)) { String request = in.readLine(); String response = processRequest(request); out.println(response); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } private String processRequest(String request) { // Simulate some processing time try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } return "Response to: " + request; } }
In diesem Beispiel erstellen wir einen einfachen Webserver, der viele gleichzeitige Verbindungen verarbeiten kann. Jede Verbindung wird in einem eigenen virtuellen Thread verarbeitet, sodass wir auf eine gro?e Anzahl gleichzeitiger Verbindungen skalieren k?nnen, ohne uns Gedanken über den Thread-Overhead machen zu müssen.
Beachten Sie, dass sich virtuelle Threads zwar hervorragend für I/O-gebundene Aufgaben eignen, für CPU-gebundene Aufgaben jedoch keinen Vorteil bieten. Wenn Ihre Anwendung CPU-gebunden ist, sollten Sie die Parallelit?t dennoch auf die Anzahl der verfügbaren CPU-Kerne beschr?nken.
Project Loom führt au?erdem das Konzept der Fortsetzungen ein, die den zugrunde liegenden Mechanismus darstellen, der virtuelle Threads erm?glicht. Normalerweise arbeiten Sie zwar nicht direkt mit Fortsetzungen, aber wenn Sie sie verstehen, k?nnen Sie besser verstehen, wie virtuelle Threads unter der Haube funktionieren.
Wenn wir Loom einführen, müssen wir einige unserer Strategien zur Leistungsoptimierung überdenken. In manchen F?llen k?nnte beispielsweise das Verbindungs-Pooling weniger notwendig sein, da die Erstellung neuer Verbindungen mit virtuellen Threads kostengünstiger wird.
Es ist erw?hnenswert, dass Loom nicht alles im Paket java.util.concurrent ersetzt. Viele der Synchronisationsprimitive und gleichzeitigen Datenstrukturen sind immer noch wertvoll und funktionieren gut mit virtuellen Threads.
Project Loom befindet sich noch in der Entwicklung und einige APIs k?nnen sich vor der endgültigen Ver?ffentlichung ?ndern. Die Kernkonzepte sind jedoch stabil und Sie k?nnen jetzt mit Vorschau-Builds von Java damit experimentieren.
Zusammenfassend l?sst sich sagen, dass Project Loom die gleichzeitige Programmierung in Java revolutionieren wird. Indem es das Schreiben von skalierbarem, effizientem gleichzeitigem Code erleichtert, er?ffnet Loom neue M?glichkeiten für die Erstellung leistungsstarker Anwendungen. Egal, ob Sie an Webdiensten, Datenverarbeitungspipelines oder anderen gleichzeitigen Systemen arbeiten, Loom hat etwas zu bieten. Als Java-Entwickler treten wir in eine aufregende neue ?ra der Parallelit?t ein und ich kann es kaum erwarten zu sehen, was wir mit diesen neuen Tools erstellen werden.
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Es gibt drei Hauptunterschiede zwischen Callable und Runnable in Java. Zun?chst kann die Callable -Methode das Ergebnis zurückgeben, das für Aufgaben geeignet ist, die Werte wie Callable zurückgeben müssen. W?hrend die Run () -Methode von Runnable keinen Rückgabewert hat, geeignet für Aufgaben, die nicht zurückkehren müssen, z. B. die Protokollierung. Zweitens erm?glicht Callable überprüfte Ausnahmen, um die Fehlerübertragung zu erleichtern. w?hrend laufbar Ausnahmen innen verarbeiten müssen. Drittens kann Runnable direkt an Thread oder Executorservice übergeben werden, w?hrend Callable nur an ExecutorService übermittelt werden kann und das zukünftige Objekt an zurückgibt

Java unterstützt asynchrone Programmierungen, einschlie?lich der Verwendung von Vervollst?ndigungsfuture, reaktionsschnellen Streams (wie Projecreactor) und virtuellen Threads in Java19. 1.CompletableFuture verbessert die Code -Lesbarkeit und -wartung durch Kettenaufrufe und unterstützt Aufgabenorchestrierung und Ausnahmebehandlung. 2. Projecreactor bietet Mono- und Flusstypen zur Implementierung der reaktionsschnellen Programmierung mit Backpressure -Mechanismus und reichhaltigen Operatoren. 3.. Virtuelle Themen senken die Parallelit?tskosten, sind für E/O-intensive Aufgaben geeignet und sind leichter und leichter zu erweitern als herk?mmliche Plattformf?den. Jede Methode hat anwendbare Szenarien, und entsprechende Tools sollten entsprechend Ihren Anforderungen ausgew?hlt werden, und gemischte Modelle sollten vermieden werden, um die Einfachheit aufrechtzuerhalten

Javanio ist ein neuer IOAPI, der von Java 1.4 eingeführt wurde. 1) richtet sich an Puffer und Kan?le, 2) enth?lt Puffer-, Kanal- und Selektorkomponenten, 3) unterstützt den nicht blockierenden Modus und 4) verhandelt gleichzeitiger Verbindungen effizienter als herk?mmliches IO. Die Vorteile spiegeln sich in: 1) Nicht blockierender IO reduziert den überkopf der Gewinde, 2) Puffer verbessert die Datenübertragungseffizienz, 3) Selektor realisiert Multiplexing und 4) Speicherzuordnungsgeschwindigkeit des Lesens und Schreibens von Dateien. Beachten Sie bei Verwendung: 1) Der Flip/Clear -Betrieb des Puffers ist leicht verwirrt zu sein, 2) unvollst?ndige Daten müssen manuell ohne Blockierung verarbeitet werden, 3) Die Registrierung der Selektor muss rechtzeitig storniert werden, 4) NIO ist nicht für alle Szenarien geeignet.

In Java eignen sich Enums für die Darstellung fester konstanter Sets. Zu den Best Practices geh?ren: 1. Enum verwenden, um festen Zustand oder Optionen zur Verbesserung der Sicherheit und der Lesbarkeit der Art darzustellen; 2. Fügen Sie ENUs Eigenschaften und Methoden hinzu, um die Flexibilit?t zu verbessern, z. B. Felder, Konstruktoren, Helfermethoden usw.; 3. Verwenden Sie ENUMMAP und Enumset, um die Leistung und die Typensicherheit zu verbessern, da sie basierend auf Arrays effizienter sind. 4. Vermeiden Sie den Missbrauch von Enums, wie z. B. dynamische Werte, h?ufige ?nderungen oder komplexe Logikszenarien, die durch andere Methoden ersetzt werden sollten. Die korrekte Verwendung von Enum kann die Codequalit?t verbessern und Fehler reduzieren. Sie müssen jedoch auf seine geltenden Grenzen achten.

Der Klassenladermechanismus von Java wird über den Classloader implementiert und sein Kernworkflow ist in drei Stufen unterteilt: Laden, Verknüpfung und Initialisierung. W?hrend der Ladephase liest Classloader den Bytecode der Klasse dynamisch und erstellt Klassenobjekte. Zu den Links geh?ren die überprüfung der Richtigkeit der Klasse, die Zuweisung von Ged?chtnissen für statische Variablen und das Parsen von Symbolreferenzen; Die Initialisierung führt statische Codebl?cke und statische Variablenzuordnungen durch. Die Klassenbelastung übernimmt das übergeordnete Delegationsmodell und priorisiert den übergeordneten Klassenlader, um Klassen zu finden, und probieren Sie Bootstrap, Erweiterung und ApplicationClassloader. Entwickler k?nnen Klassenloader wie URLASSL anpassen

JavaprovidesMultiPLesynchronizationToolsForthreadsafety.1.SynchronizedblocksensuremutualexclusionByLockingMethodSorspecificcodesction.2.REENNRANTLANTLOCKOFFERSADVEDCONTROL, einschlie?lich TrylockandfairnessPolicies.

Der Schlüssel zur Behandlung von Java-Ausnahme besteht darin, zwischen überprüften und ungeprüften Ausnahmen zu unterscheiden und Try-Catch schlie?lich und angemessen zu verwenden. 1. überprüfte Ausnahmen wie IOException müssen gezwungen werden, um zu handhaben, was für erwartete externe Probleme geeignet ist. 2. Unkontrollierte Ausnahmen wie NullPointerexception werden normalerweise durch Programmlogikfehler verursacht und sind Laufzeitfehler. 3. Wenn Sie Ausnahmen erfassen, sollten sie spezifisch und klar sein, um die allgemeine Erfassung von Ausnahme zu vermeiden. 4.. Es wird empfohlen, Try-with-Resources zu verwenden, um die Ressourcen automatisch zu schlie?en, um die manuelle Reinigung des Codes zu verringern. 5. In der Ausnahmebehandlung sollten detaillierte Informationen in Kombination mit Protokoll -Frameworks aufgezeichnet werden, um sie sp?ter zu erleichtern

HashMap implementiert das Schlüsselwertpaarspeicher durch Hash-Tabellen in Java, und sein Kern liegt in schneller Positionierungsdatenorte. 1. Verwenden Sie zun?chst die HashCode () -Methode des Schlüssels, um einen Hash -Wert zu generieren und durch Bit -Operationen in einen Array -Index umzuwandeln. 2. Verschiedene Objekte k?nnen den gleichen Hash -Wert erzeugen, was zu Konflikten führt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Knoten in Form einer verknüpften Liste montiert. Nach JDK8 ist die verknüpfte Liste zu lang (Standardl?nge 8) und wird in einen roten und schwarzen Baum umgewandelt, um die Effizienz zu verbessern. 3. Bei Verwendung einer benutzerdefinierten Klasse als Schlüssel müssen die Methoden Equals () und HashCode () umgeschrieben werden. 4.. Hashmap erweitert die Kapazit?t dynamisch. Wenn die Anzahl der Elemente die Kapazit?t und Multiplizierung mit dem Lastfaktor (Standard 0,75) überschreitet, erweitern und rehieren Sie sie. 5.
