写在前面

Java 有进阶,其名为并发,并发知识之大,一口吃不下。那好,请您多吃几口,又没说一顿吃完,细嚼慢咽才有味. 所有 Java 书籍都将并发编程放在其高级/进阶篇章中,其重要性不言而喻,学好并发也是自身走入高级行列的必备素质之一

并发/并行进程/线程 这些概念总是显得过于抽象,因为这是与操作系统沟通用到的词汇,就像我们习惯了使用十进制算法,二进制和 16 进制就需要思维的切换;生活中,我们彼此总是不能互相理解,平静之后,我们知道要换位思考;程序的世界也一样,为了更好的理解问题,你也要站在操作系统的角度来思考问题,但当你尝试理解对方时,是违背自己认知习惯的,所以有些困难在所难免

生活中你一定说过「杀鸡焉用牛刀?」这句话,并发编程中的各种锁(内置锁/显示锁/偏向锁/轻量锁/重量锁/乐观锁/悲观锁),看到眼花缭乱,有时候很小的问题却用了很重的锁,这是没有必要的;但是这些锁,没有最好的那个,只有最合适和更高效的那个

JUC (java.util.concurrent) 包随着 JDK 的版本升级内容也变的越来越多,面对琳琅满目的并发类,又有些无从下手,其实他们都有一定的联系,我们需要找到升级的主线,让其变得有迹可循.

谈及并发编程,我还是带有一丝惶恐:

  • 如何将这些抽象的概念变得具象?
  • 如何将编程问题联系到生活实际?
  • 如何在抽象和具象之间切换思维?

个人觉得这些都是学好并发编程的关键。所以关于并发编程的系列文章,我打算从以上几点出发,将技术问题以幽默风趣具象的方式落地

如何学并发

「横看成岭侧成峰,远近高低各不同」,在之前的文章中多次引用了这段诗词,我们学习技术也要这样,远观看轮廓,近观看细节,从不同的角度看待问题,在后续的文章中,也希望大家不要将思维局限,尝试跳入/跳出,抽象/具象

郑重声明,接下来不是广告
我希望和大家共同完成并发编程系列有更多的思想碰撞,希望大家在读这个系列的同时也阅读以下书籍逐步形成自己的知识体系,这里附上个人认为的最佳阅读顺序:

1.「Java并发编程实战」

该书籍是值得返回看的,第一遍不需要精度,主要是为了建立一个并发的思想,和关键术语的大致记忆,先阅读第 16 章也是极好的,理解 JMM 是实践并发编程的基础

2. 「码出高效」

可直接阅读第七章「并发与多线程」,这个章节更好的将技术问题联系到了生活实际,有了「并发编程实战」的铺底,相信,看这个章节会更有感觉

3. 「Java并发编程之美」

这本书从第 5 章开始,就会有源码分析,有前辈带领读源码,轻松多了,这回让你更加了解本质,同时也会找到 JUC 升级的主线

4. 「Java 并发编程的艺术」

这本书会满足你从各个角度看待并发编程问题

慎重,如果你是买书如山倒,读书如抽丝的童鞋,请忽略这点内容,停止你的买书行动,请安心跟踪公众号的内容即可

计划

如无特殊异常,会按照 1 周 1 篇的节奏来分享,会控制篇幅大小,给大家留有思考空间,期待大家带着疑问等待下一篇文章的到来,我会从大家更多了解的内容出发,逐步走入并发的世界

并发开胃菜

不再多废话,拿出之前收藏的一篇文章作为并发编程的开胃小菜,通过这个形象比喻,希望大家能对并发有个初步的了解:

摘自: https://www.cnblogs.com/CoolRandy/p/3169938.html

觉得图解的很到位,将并发编程的几个核心要素都以具象的形式表达出来了,接下来看看何为 进程process)和 线程thread

1.计算机的核心是CPU,它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂,时刻在运行。

2.假定工厂的电力有限,一次只能供给一个车间使用。也就是说,一个车间开工的时候,其他车间都必须停工。背后的含义就是,单个 CPU 一次只能运行一个任务。

3.进程就好比工厂的车间,它代表 CPU 所能处理的单个任务。任一时刻,CPU 总是运行一个 进程,其他 进程 处于非运行状态。

4.一个车间里,可以有很多工人。他们协同完成一个任务。

5.线程 就好比车间里的工人。一个 进程 可以包括多个 线程

6.车间的空间是工人们共享的,比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个 进程 的内存空间是共享的,每个 线程 都可以使用这些共享内存。

7.可是,每间房间的大小不同,有些房间最多只能容纳一个人,比如厕所。里面有人的时候,其他人就不能进去了。这代表一个 线程 使用某些共享内存时,其他 线程 必须等它结束,才能使用这一块内存。

8.一个防止他人进入的简单方法,就是门口加一把锁。先到的人锁上门,后到的人看到上锁,就在门口排队,等锁打开再进去。这就叫 “互斥锁”(Mutual exclusion,缩写 Mutex),防止多个 线程 同时读写某一块内存区域。

9.还有些房间,可以同时容纳 n 个人,比如厨房。也就是说,如果人数大于n,多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域,只能供给固定数目的 线程 使用。

10.这时的解决方法,就是在门口挂 n 把钥匙。进去的人就取一把钥匙,出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了,就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做 “信号量”(Semaphore),用来保证多个 线程 不会互相冲突。

不难看出,Mutex (互斥锁) 是 Semaphore (信号量)的一种特殊情况(n=1时)。也就是说,完全可以用后者替代前者。但是,因为 mutex 较为简单,且效率高,所以在必须保证资源独占的情况下,还是采用这种设计。

11.操作系统的设计,因此可以归结为三点:
(1)以多 进程 形式,允许多个任务同时运行;
(2)以多 线程 形式,允许单个任务分成不同的部分运行;
(3)提供协调机制,一方面防止 进程 之间和 线程 之间产生冲突,另一方面允许 进程 之间和 线程 之间共享资源。

相信看过这之后就了解了并发编程大概要关注的一些内容了,在后续的文章中,希望大家牢记,你是一个工厂只能有一个车间运行的负责人,如何让工人高效的干活且不出差错,也不起冲突,你就是合格的负责人……

提高效率工具

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