为什么要使用并发编程?
- 随着硬件的发展,互联网系统并发量轻松过百万,传统的中间件和数据库已经不能满足需求,成为瓶颈所在。
- 很多情况下,服务器的资源使用率并不高,导致资源浪费,比如线上服务器的CPU使用率经常是10%,并发编程可以提高资源使用率。
但是在并发编程里,很多单线程的规则不太适用,就像汽车的用法不适用飞机一样。
在并发编程里,经常遇到很多诡异的bug,这些bug大多可能是逻辑问题或者是对使用的技术不了解导致的。
并发编程的三个核心问题
并发编程可以总结为三个核心问题:分工、同步、互斥。
Java SDK 并发包很大部分内容都是按照这三个维度组织的
分工
分工指的是如何高效地拆解任务并分配给线程。
Fork/Join 框架就是一种分工模式
同步
同步指的是线程之间如何协作。
CountDownLatch 就是一种典型的同步方式
互斥
互斥则是保证同一时刻只允许一个线程访问共享资源。
可重入锁则是一种互斥手段。
并发编程Bug的源头
Java SDK 并发包乃是并发大师 Doug Lea 出品,堪称经典,它内部一定是有章可循的。
当把并发编程核心的问题搞清楚,再回过头来看 Java SDK 并发包,你会感觉豁然开朗,它不过是针对并发问题开发出来的工具而已,此时的 SDK 并发包可以任你“盘”了。
问题背后的本质、问题的起源,同时站在理论、模型的角度讲解 Java 并发,让你的知识更成体系,融会贯通。
并发编程涉及操作系统、CPU、内存等等多方面的知识。
要理解可见性,就需要了解一些 CPU 和缓存的知识;
要理解原子性,就需要理解一些操作系统的知识;
很多无锁算法的实现往往也需要理解 CPU 缓存。
可见性
可见性:一个线程对共享变量的修改,另外一个线程能够立刻看到。
CPU缓存、内存 数据不一致导致。
原子性
原子性:一个或者多个操作在 CPU 执行的过程中不被中断的特性。
线程切换导致。
有序性
有序性:程序按照代码的先后顺序执行。
重排序导致。
并发编程最早的应用领域就是操作系统的实现。
并发编程
线程
- 线程简介
- 线程生命周期
- 线程常用操作
- 线程同步
并发包
Lock
Condition
Semaphore
ReadWriteLock
StampedLock
ReentrantLock
CountDownLatch
CyclicBarrier
并发容器
Atomic
ExecutorService
Feature
CompletableFeature
CompletionService
ForkJoin
ThreadLocal
References
[1] 简明高效的 Java 并发编程学习指南
[2] Doug Lea并发编程文章全部译文