理解 Java 中的结构化并发

主要观点:

  • 编程中的复杂性可通过将任务分解为子任务来管理,Java 5 后ExecutorServiceAPI 可帮助并发执行子任务,但并发执行存在问题,如子任务独立失败或成功、手动管理取消困难易导致线程泄漏等。
  • 无结构并发存在诸多问题,如任务异常导致线程泄漏、中断时线程泄漏、任务耗时导致失败识别延迟、任务与子任务关系逻辑而非代码可见等。
  • 结构化并发旨在解决上述问题,通过可靠自动取消子任务、确保子任务返回给提交任务的线程、强制任务与子任务的结构关系等,与虚拟线程有自然协同作用。
  • StructuredTaskScope是结构化并发 API 的主要类,可实现自动取消、清晰的任务结构、良好的可观测性等。
  • 关闭策略如ShutdownOnFailureShutdownOnSuccess可用于处理并发子任务执行中的情况,可自定义。
  • 结构化并发在多种编程语言中已有体现,如 Kotlin 的协程、Go 的 goroutine 和通道、Python 的 asyncio 和任务组、C# 的 async/await 和任务并行库。

关键信息:

  • Java 中通过ExecutorService并发执行子任务及存在的问题。
  • 无结构并发的各种问题及原因。
  • 结构化并发的原则、与虚拟线程的协同及StructuredTaskScope的特性。
  • 关闭策略的使用及特点。
  • 结构化并发在不同编程语言中的情况。

重要细节:

  • Java 中ExecutorService线程创建和提交任务的关系,任务与子任务关系仅逻辑可见。
  • 无结构并发中handle()函数示例及存在的问题。
  • StructuredTaskScope的创建、forkjoin方法的使用及效果,如自动取消、异常处理等。
  • 关闭策略的具体子类ShutdownOnFailureShutdownOnSuccess的示例及作用。
  • 结构化并发在不同编程语言中的具体实现方式和特点。
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