一、Java并發(fā)是什么？

用學(xué)術(shù)定義來說就是

并發(fā)：同一時間段，多個任務(wù)都在執(zhí)行 (單位時間內(nèi)不一定同時執(zhí)行)；

簡單來說就是，同一個時間段，讓計算機(jī)同時做多個事情。

說到并發(fā)，不得不提就是并行：

并行：單位時間內(nèi)，多個任務(wù)同時執(zhí)行。

兩者大眼一看很像，仔細(xì)一想?yún)s并不相同，因為并行強(qiáng)調(diào)某個時間點(diǎn)多個任務(wù)同時執(zhí)行，而并發(fā)強(qiáng)調(diào)的是一個時間段內(nèi)多個任務(wù)都在執(zhí)行。

二、怎么做？

大部分并發(fā)問題，最終都可以抽象成三類問題分工、同步和互斥。而且針對不同的問題有著不同的方式來解決，具體如下圖所示：

三、分工

所謂分工，類似于現(xiàn)實中一個組織完成一個項目，項目經(jīng)理要拆分任務(wù)，安排合適的成員去完成。

在并發(fā)編程領(lǐng)域，你就是項目經(jīng)理，線程就是項目組成員。任務(wù)分解和分工對于項目成敗非常關(guān)鍵，不過在并發(fā)領(lǐng)域里，分工更重要，它直接決定了并發(fā)程序的性能，并且分工非常重要且復(fù)雜，因而Java并發(fā)包中有一系列方法來實現(xiàn)分工：

• “Executor與線程池”
• “ForkJoin”
• “Future的使用”

基于分工思想設(shè)計的并發(fā)設(shè)計模式也有很多：

• “Guarded Supension模式”
• “Balking模式”
• “Threa-Per-Message模式”
• “生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式”
• “Work Thread模式”
• “兩階段終止模式”

四、同步

而同步更多描述的是一種協(xié)同關(guān)系，在分完工之后，具體執(zhí)行時，任務(wù)之間會有依賴，一個任務(wù)之后完成之后，其他依賴它的任務(wù)才能開始進(jìn)行，因而就引入的同步來協(xié)同各個任務(wù)之間的執(zhí)行順序。

針對該類問題，Java也提供了一系列工具來輔助解決：

• “信號量（Semaphore）機(jī)制”
• “管程（Monitor）”
• “CountDownLatch”
• “CyclicBarrier”
• “Phaser”
• “Exchanger”

五、互斥

分工、同步主要為了充分發(fā)掘CPU的性能來解決問題，但并發(fā)問題中，還需要解決正確性問題，即保證線程安全。

當(dāng)多個線程同時訪同一個變量時，最后執(zhí)行的結(jié)果是不確定的，比如下邊這段代碼：

public class UnsafeSequence {
	private int value = 0;
	public int getNext() {
		return ++value;
	}
}

如果我們有多個線程同時調(diào)用getNext()時，多個線程之間推進(jìn)順序的不同可能會有不同的執(zhí)行結(jié)果：

可能會是2，遞推順序如下：

可能結(jié)果是1，代碼執(zhí)行順序如下：

因而結(jié)果是不確定的，也就是說結(jié)果可能是正確的（比如上邊的程序執(zhí)行結(jié)果為2），可能是錯誤的（比如執(zhí)行結(jié)果是1），執(zhí)行前是不知道的。而導(dǎo)致不確定的主要源頭主要是三個問題可見性問題、有序性問題和原子性問題，為了解決這三個問題，Java引入了內(nèi)存模型，內(nèi)存模型提供一系列規(guī)則利用這些規(guī)則，我們可以避免可見性問題、有序性問題，但是還不足以完全解決線程安全問題。解決線程安全問題的核心方案還是互斥。

所謂互斥，指的是同一時刻，只允許一個線程訪問共享變量。

實現(xiàn)互斥主要手段是互斥鎖主要包含下邊這些手段：

• Synchronized
• Lock
• 讀寫鎖

除此之外，未來提高速度，也有一些無鎖的方案：

• 不變模式
• 線程本地存儲
• CAS
• Copy - on - Write
• 原子類

六、總結(jié)

本文主要從分工、同步和互斥三類問題展開，從解決對應(yīng)問題角度出發(fā)大致梳理了Java并發(fā)知識的學(xué)習(xí)前景圖。后續(xù)將分若干部分來講對應(yīng)的內(nèi)容。

到此這篇關(guān)于Java基礎(chǔ)之并發(fā)相關(guān)知識總結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java并發(fā)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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