这个系列参考视频：Java 并发编程 | bilibili (opens new window)

1. 概览

1.1 这门课讲了什么

这门课中的【并发】一词涵盖了在 Java 平台上的

• 进程
• 线程
• 并发 -并行

以及 Java 并发工具、并发问题以及解决方案，同时我也会讲解一些其它领域的并发。

1.2 预备知识

• 希望你不是一个初学者
• 线程安全问题，需要你接触过 Java Web 开发、Jdbc 开发、Web 服务器、分布式框架时才会遇到
• 基于 JDK 8，最好对函数式编程、lambda 有一定了解
• 采用了 slf4j 打印日志，这是好的实践
• 采用了 lombok 简化 java bean 编写
• 给每个线程好名字，这也是一项好的实践

1.3 pom.xml

<properties>
   <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
   <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
</properties>

<dependencies>
    <dependency>
       <groupId>org.projectlombok</groupId>
       <artifactId>lombok</artifactId>
       <version>1.18.10</version>
    </dependency>
   <dependency>
     <groupId>ch.qos.logback</groupId>
     <artifactId>logback-classic</artifactId>
     <version>1.2.3</version>
   </dependency>
</dependencies>

1.4 logback.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration
        xmlns="http://ch.qos.logback/xml/ns/logback"
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:schemaLocation="http://ch.qos.logback/xml/ns/logback logback.xsd">
    <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%date{HH:mm:SS} [%t] %logger - %m%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>
    <logger name="c" level="debug" additivity="false">
        <appender-ref ref="STDOUT"/>
    </logger>
    <root level="ERROR">
        <appender-ref ref="STDOUT"/>
    </root>
</configuration>

2. 进程与线程

2.1 区分进程与线程

Java 中，线程作为最小调度单位，进程作为资源分配的最小单位。 在 windows 中进程是不活动的，只是作为线程的容器。

二者对比：

• 进程基本上相互独立的，而线程存在于进程内，是进程的一个子集
• 进程拥有共享的资源，如内存空间等，供其内部的线程共享
• 进程间通信较为复杂
  • 同一台计算机的进程通信称为 IPC（Inter-process communication）
  • 不同计算机之间的进程通信，需要通过网络，并遵守共同的协议，例如 HTTP
• 线程通信相对简单，因为它们共享进程内的内存，一个例子是多个线程可以访问同一个共享变量
• 线程更轻量，线程上下文切换成本一般上要比进程上下文切换低

2.2 并行与并发

在单核 CPU 下，不同程序交替运行，“微观串行，宏观并行”。一般讲这种“线程轮流使用”的做法称为并发（concurrent）。

在多核下，每个核（core）都可以调度运行线程，这时候线程是可以并行（parallelism）。

引用 Rob Pike 的一段描述：

• 并发（concurrent）是同一时间应对（dealing with）多件事情的能力。
• 并行（parallel）是同一时间动手做（doing）多件事情的能力。

2.3 应用

2.3.1 异步调用

以调用方角度来讲，如果：

• 需要等待结果返回，才能继续运行就是同步
• 不需要等待结果返回，就能继续运行就是异步

设计：多线程可以让方法执行变为异步的（即不要巴巴干等着）比如说读取磁盘文件时，假设读取操作花费了 5 秒钟，如果没有线程调度机制，这 5 秒 cpu 什么都做不了，其它代码都得暂停...

2.3.2 提高效率

充分利用多核 cpu 的优势，提高运行效率。想象下面的场景，执行 3 个计算，最后将计算结果汇总。

计算 1 花费 10 ms
计算 2 花费 11 ms
计算 3 花费 9 ms
汇总需要 1 ms

• 如果是串行执行，那么总共花费的时间是 10 + 11 + 9 + 1 = 31ms
• 但如果是四核 cpu，各个核心分别使用线程 1 执行计算 1，线程 2 执行计算 2，线程 3 执行计算 3，那么 3 个 线程是并行的，花费时间只取决于最长的那个线程运行的时间，即 11ms最后加上汇总时间只会花费 12ms