Java多线程

"掌握Java并发编程，让你的代码飞起来！本文涵盖线程基础、同步机制及线程池配置等核心内容，深入解析多线程常见问题如死锁和竞态条件。从Java内存模型的可见性原则到并发集合使用技巧，结合性能监控工具VisualVM实战优化策略。重点探讨生产者消费者等经典设计模式，详解CountDownLatch等并发工具类，助你解决可伸缩性难题。最后分享锁粒度优化等实战经验，全面提升高并发场景下的编程能力。

Java多线程

• 线程基础
  • 线程概念
    • 进程中的执行单元
    • 能够独立执行任务
  • 创建线程
    • 继承Thread类
      • 重写run方法
      • 调用start方法启动线程
    • 实现Runnable接口
      • 实现run方法
      • 创建Thread实例并传入Runnable对象
      • 调用Thread的start方法
  • 线程状态
    • 新建(New
    • 就绪(Runnable
    • 运行(Running
    • 阻塞(Blocked
    • 等待(Waiting
    • 超时等待(Timed Waiting
    • 终止(Terminated
• 线程同步
  • 同步机制
    • synchronized关键字
      • 修饰方法
        • 锁定当前对象
      • 修饰代码块
        • 指定锁对象
    • Lock接口
      • ReentrantLock类
        • 显式锁操作
        • 尝试获取锁
  • 死锁
    • 定义
      • 多个线程相互等待对方释放锁
    • 避免死锁
      • 锁顺序一致
      • 锁超时机制
  • 线程通信
    • wait/notify机制
      • wait方法
        • 使线程等待
      • notify方法
        • 唤醒等待线程
      • notifyAll方法
        • 唤醒所有等待线程
• 线程池
  • 线程池概念
    • 复用线程
    • 减少资源消耗
  • 线程池实现
    • Executor框架
      • Executor接口
        • 执行Runnable任务
      • ExecutorService接口
        • 管理线程池生命周期
    • ThreadPoolExecutor类
      • 核心线程数
      • 最大线程数
      • 工作队列
      • 线程工厂
      • 拒绝策略
  • 线程池配置
    • 根据任务类型配置
      • CPU密集型
      • IO密集型
    • 性能调优
      • 调整线程数
      • 监控线程池状态
• 并发工具类
  • CountDownLatch
    • 倒计时门闩
      • 等待多个线程完成
  • CyclicBarrier
    • 循环栅栏
      • 等待一组线程到达某个点后同时执行
  • Semaphore
    • 信号量
      • 控制同时访问资源的线程数量
  • Phaser
    • 阶段性同步器
      • 多阶段任务同步
• 并发集合
  • ConcurrentHashMap
    • 线程安全的HashMap
      • 分段锁机制
  • CopyOnWriteArrayList
    • 写时复制ArrayList
      • 读多写少场景下性能较好
  • BlockingQueue
    • 阻塞队列
      • 生产者消费者模式
      • ArrayBlockingQueue
      • LinkedBlockingQueue
      • PriorityBlockingQueue
• Java内存模型
  • 原子性
    • 保证操作的不可分割性
  • 可见性
    • 保证一个线程修改的变量对其他线程立即可见
  • 有序性
    • 程序代码的执行顺序可能与编写顺序不同
  • happens-before原则
    • 定义了哪些操作必须在其他操作之前执行
• Java并发API
  • java.util.concurrent包
    • 提供了大量并发工具和集合
  • java.util.concurrent.atomic包
    • 提供了原子操作类
  • java.util.concurrentlocks包
    • 提供了高级的锁机制
  • java.util.concurrent.executor包
    • 提供了线程池的实现
• 并发编程问题
  • 竞态条件
    • 多个线程同时访问和修改共享数据
  • 活跃性问题
    • 死锁、饥饿、活锁
  • 性能问题
    • 上下文切换开销
    • 锁竞争
  • 可伸缩性问题
    • 线程数量增加导致性能下降
• 并发设计模式
  • 生产者-消费者模式
    • 解耦生产和消费过程
  • 读写锁模式
    • 优化读多写少场景的性能
  • 工作者模式
    • 分解任务到多个线程执行
  • 保护性暂停模式
    • 等待一个或多个线程完成
• 并发调试与优化
  • 线程转储分析
    • 获取线程运行时信息
  • 性能监控工具
    • JConsole
    • VisualVM
  • 优化策略
    • 减少锁的粒度
    • 使用并发集合
    • 避免不必要的同步
    • 使用局部变量