### 01 开篇词:多线程为什么是你必需要掌握的知识
> 当你做成功一件事,千万不要等待着享受荣誉,应该再做那些需要的事。
> —— 巴斯德
你好,很荣幸你打开本专栏,看到我的这些文字。相信每一位开发者,都应该对多线程开发有所了解。作为程序员,如果不知道多线程,都不好意思和同行打招呼。但是对多线程有深入了解的开发人员却并不多。有着丰富经验的更是凤毛麟角。多线程开发其实在软件开发领域有着很重要的地位,绝大多数框架或者软件工具都使用了多线程。比如耳熟能详的 Tomcat、Kafka、Akka 等等。JVM 的垃圾回收也是由单独的线程执行。正是有着如此多的优秀框架,才使得我们编写绝大多数业务代码时无需考虑使用多线程。
但这是否可以认为多线程开发对于普通开发者并不重要?其实恰恰相反。多线程开发在当今软件领域变得越来越重要,是每个开发人员不但要了解,而且要彻底掌握的开发知识。多线程开发重要性从不同角度来看,有如下原因:
1. 提升代码性能
现今是大数据的时代。随着数据分析的需要、AI 学习的需要、存储设备的廉价,越来越多的数据被采集下来,通过程序进行处理。面对海量的数据,如何榨取 CPU 的运算能力,提升运算效率,开发人员需要重点考虑。而 CPU 的发展从提升主频转为多核,使得多线程开发有了更大的用武之地。
另外在微服务大行其道的时代,恰当使用多线程,也能令你的程序性能大大提升。把没有依赖的 API 调用以多线程的方式发送出去,并行处理拿到结果后再做进一步计算。执行比串行提高了几倍,而且可以充分发挥出微服务分布式的计算优势。
2. 更优秀的软件设计和架构
相信做过 Java 开发的攻城狮都熟知面向对象。面向对象的出现,使得我们设计软件更加贴近于真实世界,代码封装得更为合理。没错,其实软件世界即现实世界。设计和开发无形的软件,都是参考现实世界中有形的物体。现实世界可以认为是 "多线程" 的世界。每一个人是一个线程,每一台运转的机器是一个线程。掌握了多线程开发,能让你设计出更加贴近真实世界的软件,而不是凭空做出设计。其实优秀的软件设计都是如此。比如 Java 中 NIO 的设计,和快递投放极为相似。
3. 更好的工作机会
这个原因就比较现实了。目前绝大多数技术面试都会问到多线程的相关知识,尤其是互联网大厂。通过面试多线程知识,除了可以看出你的技术深度,更重要可以看出你的学习能力。你可以没用过多线程,但是如果在短时间内能够把多线程深入掌握,说明候选人的学习能力、领悟能力都很高。
#### 专栏特色
关于多线程的学习其实还是有一定难度,一是多线程推翻了单线程开发的一些认知,二是理解多线程中的问题,需要学习部分 JVM 底层知识。这也是大多数开发人员对多线程仅停留在简单了解层面的原因。本专栏目标是消除掉多线程学习上的拦路虎,让每个人都能轻轻松松学习,并且最终能深入理解底层原理。为了达到这个目标,
专栏编写会有如下特点:
1. 多以每个人都熟知的现实世界示例做类比,彻底消除掉理解上的鸿沟。
2. 配以生动有趣的插图,让知识的学习变得更为轻松。在枯燥的学习中也能开心一笑。相信有小慕陪伴的学习也会充满了乐趣:
![图片描述](https://img1.sycdn.imooc.com/5d75aff90001713207180558.jpg)
3. 由浅入深,从问题提出,到代码示例。从解决方案到底层原理。彻底搞懂多线程开发的知识点。
4. 结合实践进行讲解。不只是停留在 “懂”,而是要再进一步到 “用”。技术学习的价值要体现在使用上。
#### 适合人群
多线程是 Java 的高级特性,所以本专栏并不适合没有任何开发基础的人员。不过只要你有一到两年的开发经验,阅读本专栏不会有任何障碍。本专栏将会深入源代码层面讲解多线程相关知识,所以也适合有着丰富开发经验,但想对多线程有更为深入了解的高级开发者。
本专栏适合的群体如下:
1、初入职场,有简单的 Java 开发基础,想要从基础开始学习 Java 多线程开发。
2、有 3-5 年甚至更多开发经验,想要深入了解 Java 多线程开发。
3、学习过多线程,想要了解在实际项目中如何应用。
4、准备跳槽面试,想要全方位,较为深入的学习多线程。
#### 专栏设置
为了达到由浅入深,从 “懂” 到 “用” 的目标。专栏设置如下四大模块,每个模块又由多个章节所组成。
1. Java 多线程开发基础
本模块为多线程开发入门。主要讲解了多线程的基本概念以及在 Java 中如何进行基本的多线程开发。深入讲解了 Thread 类的 API 以及多线程的启动过程。
2. Java 并发问题及解决方法
多线程并发会遇到单线程程序中看似古怪的各种问题。多线程开发的难点也在于此。本模块会深入分析这些问题产生的原因,并给出解决方法。在源代码层面深入分析 atomic、volatile、synchronized 等多线程关键的同步技术。
3. Java 并发工具
本模块会对 Java 提供的主要并发工具进行讲解。包括线程池、Lock、CountDownLatch、CyclicBarrier 等。此外还有并发容器的深入分析,如 ConcurrentHashMap 等。这些都是实际开发中常用的并发技术,也是多线程面试的重点知识点。
4. 多线程程序设计模式
学习了以上这么多的多线程知识。最后我们来看看实际开发工作中如何设计多线程程序。通过合理的多线程程序设计,才能真正让多线程体现出它的优势。
本模块涵盖了 Future 模式、Master/Slave 模式等多线程程序设计的最佳实践。通过本章学习,结合前面所学的基本知识,你已经可以大胆实践多线程开发了!
#### 专栏学习建议
在专栏的学习上,从基础概念开始,不要图快直奔使用。概念的理解和学习自然枯燥,但却是根基所在。只有深入理解理论知识,才能做到举一反三,遇到问题从容应对。
建议在学习的过程中,做好学习笔记,把学到的知识以自己的语言记录下来。这也是我学习的一个经验,做记录的过程也是一种输出,会让你的知识掌握更清晰、牢固。另外有问题一定要多交流,无论是和身边的朋友,还是和我。学习就是不断提问和解答的过程。没有问题说明你没有思考,没有思考的学习效果也不会很好。
最后我很期待和你一起开启 Java 多线程的学习。相信一起学习的每个人在专栏结束之时,都可以自信地说我彻底掌握了 Java 多线程开发!
- 前言
- 第1章 Java并发简介
- 01 开篇词:多线程为什么是你必需要掌握的知识
- 02 绝对不仅仅是为了面试—我们为什么需要学习多线程
- 03 多线程开发如此简单—Java中如何编写多线程程序
- 04 人多力量未必大—并发可能会遇到的问题
- 第2章 Java中如何编写多线程
- 05 看若兄弟,实如父子—Thread和Runnable详解
- 06 线程什么时候开始真正执行?—线程的状态详解
- 07 深入Thread类—线程API精讲
- 08 集体协作,什么最重要?沟通!—线程的等待和通知
- 09 使用多线程实现分工、解耦、缓冲—生产者、消费者实战
- 第3章 并发的问题和原因详解
- 10 有福同享,有难同当—原子性
- 11 眼见不实—可见性
- 12 什么?还有这种操作!—有序性
- 13 问题的根源—Java内存模型简介
- 14 僵持不下—死锁详解
- 第4章 如何解决并发问题
- 15 原子性轻量级实现—深入理解Atomic与CAS
- 16 让你眼见为实—volatile详解
- 17 资源有限,请排队等候—Synchronized使用、原理及缺陷
- 18 线程作用域内共享变量—深入解析ThreadLocal
- 第5章 线程池
- 19 自己动手丰衣足食—简单线程池实现
- 20 其实不用造轮子—Executor框架详解
- 第6章 主要并发工具类
- 21 更高级的锁—深入解析Lock
- 22 到底哪把锁更适合你?—synchronized与ReentrantLock对比
- 23 按需上锁—ReadWriteLock详解
- 24 经典并发容器,多线程面试必备—深入解析ConcurrentHashMap上
- 25 经典并发容器,多线程面试必备—深入解析ConcurrentHashMap下
- 26不让我进门,我就在门口一直等!—BlockingQueue和ArrayBlockingQueue
- 27 倒数计时开始,三、二、一—CountDownLatch详解
- 28 人齐了,一起行动—CyclicBarrier详解
- 29 一手交钱,一手交货—Exchanger详解
- 30 限量供应,不好意思您来晚了—Semaphore详解
- 第7章 高级并发工具类及并发设计模式
- 31 凭票取餐—Future模式详解
- 32 请按到场顺序发言—Completion Service详解
- 33 分阶段执行你的任务-学习使用Phaser运行多阶段任务
- 34 谁都不能偷懒-通过 CompletableFuture 组装你的异步计算单元
- 35拆分你的任务—学习使用Fork/Join框架
- 36 为多线程们安排一位经理—Master/Slave模式详解
- 第8章 总结
- 37 结束语