Java多线程 – 为什么学习多线程

Java多线程的掌握过程并不容易。我相信为了解决这个问题,你也听别人总结过并发编程的第一原则,那就是不要写并发程序。这个原则在曾经是行得通的,那个时候多核服务器还是一种奢侈品,系统的并发量也很低,借助数据库和类似Tomcat这种中间件,我们基本上不用写并发程序。或者说,并发问题基本上都被中间件和数据库解决了。

为什么要学习并发编程

最近几年,并发编程已经慢慢成为一项必备技能

硬件的驱动以及国内互联网行业的飞速发展使得并发编程成为一项必备技能。

现在64核的服务器已经飞入寻常百姓家,大型互联网厂商的系统并发量轻松过百万,传统的中间件和数据库已经不能为我们遮风挡雨,反而成了瓶颈所在。

工作几年后很多技术突飞猛进,却只有并发编程成为瓶颈

大部分同学虽然并发相关的类库他们也熟悉,却总是写不出正确、高效的并发程序,原因在哪里?我发现很多人是因为某个地方有了盲点,忽略了一些细节,但恰恰是这些细节决定了程序的正确性和效率。

例如,Java里synchronized、wait()/notify()相关的知识很琐碎,看懂难,会用更难。但实际上synchronized、wait()、notify()不过是操作系统领域里管程模型的一种实现而已,Java SDK并发包里的条件变量Condition也是管程里的概念,synchronized、wait()/notify()、条件变量这些知识如果单独理解,自然是管中窥豹。但是如果站在管程这个理论模型的高度,你就会发现这些知识原来这么简单,同时用起来也就得心应手了。

管程作为一种解决并发问题的模型,是继信号量模型之后的一项重大创新,它与信号量在逻辑上是等价的(可以用管程实现信号量,也可以用信号量实现管程),但是相比之下管程更易用。而且,很多编程语言都支持管程,搞懂管程,对学习其他很多语言的并发编程有很大帮助。然而,很多人急于学习Java并发编程技术,却忽略了技术背后的理论和模型,而理论和模型却往往比具体的技术更为重要。

此外,Java经过这些年的发展,Java SDK并发包提供了非常丰富的功能,对于初学者来说可谓是眼花缭乱,好多人觉得无从下手。但是,Java SDK并发包乃是并发大师Doug Lea出品,堪称经典,它内部一定是有章可循的。那它的章法在哪里呢?

并发编程三个核心问题:分工、同步、互斥

  • 分工指的是如何高效地拆解任务并分配给线程
  • 同步指的是线程之间如何协作
  • 互斥则是保证同一时刻只允许一个线程访问共享资源

Java SDK并发包很大部分内容都是按照这三个维度组织的,例如Fork/Join框架就是一种分工模式,CountDownLatch就是一种典型的同步方式,而可重入锁则是一种互斥手段。

当把并发编程核心的问题搞清楚,再回过头来看Java SDK并发包,你会感觉豁然开朗,它不过是针对并发问题开发出来的工具而已,此时的SDK并发包可以任你“盘”了。

并发编程难学吗

首先,难是肯定的。因为这其中涉及操作系统、CPU、内存等等多方面的知识,如果你缺少某一块,那理解起来自然困难。

其次,难不难学也可能因人而异,就我的经验来看,很多人在学习并发编程的时候,总是喜欢从点出发,希望能从点里找到规律或者本质,最后却把自己绕晕了。

我们需要更多地从问题背后的本质、问题的起源出发,同时站在理论、模型的角度学习Java并发,让知识构成体系,融会贯通。最终能够得心应手地解决各种并发难题,同时将这些知识用于其他编程语言,让一分辛劳三分收获。

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