如何有效地学习Java并发知识?
理论先行,代码验证,灵活运用,总结输出。学习并发的时候,我们的注意力一定不能放在“这个接口怎么实现或者这个类我要怎么去用”的层面上,如果把所有的精力都放在这上面的话,那就本末倒置了。一定是要在充分地理解背后理论的前提之下,我们才去学习这个理论在Java并发中是如何实现的。JDK中提供的所有与并发相关的实现,背后都是有理论支撑的,例如JDK中提供了volatile、sychronized关键,既要掌握如何在项目中灵活运用它们,还要懂它们是因为什么被提出来的,解决的是什么问题。
从全局的角度看并发编程领域可以大致抽象为四个核心问题:分工、同步、互斥和无锁。
1、分工:将任务分解,分给不同的线程去完成,合理的分工直接决定了并发程序的性能。在基础阶段我们可以手动创建不同的线程,按照一定的设计模式(如:生产消费者模式、Thread-Per-Message、Work Thread等)去完成任务的分工,高级部门我们可以使用Java并发包里面的Executor、Fork/Join、Future、CompaletableFuture来实现。如何能够做到合理的任务划分,可以参考现实世界。
2、同步:指的是线程之间的协议,也就是当一个线程执行完了,如何通知后续线程开工的一种机制。在基础阶段我们可以使用锁与wait()、notify()或者Condtion搭配来实现。同样地,Java并发包中提供的Executor、Fork/Join、Future、CompaletableFuture等工具在为我们做好分工的同时,也为我们提供了协作的手段。除此之外,Java并发包中的CyclicBarrier、CountDownLatch、Paser、Exchanger也都是用来解决线程协作问题的。实际上所有这些同步工具类的实现底层都是锁。
3、互斥:保证了线程之间的安全性,如内存可见性、有序性和原子性都可以使用互斥方案解决。互斥其实就是通过锁实现的。互斥解决安全性问题的同时带来了活跃性问题,如死锁、活锁和饥饿,也带来了性能问题,使用锁会导致阻塞,从而产生更频繁的线程上下文切换。
4、无锁:实现线程安全的另一种方案。无锁的实现方式有以下几种:使用不变对象;CAS。
学习路线图
这是我个人学习Java并发时采取的方案,不一定适合你,但参考价值是有的。