1. Java并发编程-开篇

并发编程可以总结为三个核心问题： 分工、同步和互斥。

分工指的是如何高效地拆解任务并分配给线程，而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。

JDK并发包中的fork/Join框架就是分工，CountDownLatch是同步，而可重入锁是一种互斥手段。

并发编程不是Java特有的语言特性，它是一个通用且早已成熟的领域，学习的时候需要站在较高的层面且有体系的思考，就会容易很多。

总体结构

按并发理论，并发工具类、并发设计模式、案例分析五个部分进行记录。

如何学好并发编程

并发编程是一个综合学科，相关的概念和技术比较零散，不能盲人摸象，只看局部，不管全局。需要从一个一个知识点跳出来。

并发编程的核心问题是分工、同步和互斥。

分工

分工很重要也很复杂，Java SDK并发包里的Executor, Fork/Join,Future本质上都是分工方法，另外还总结了一些设计模式，如：生产-消费者模式，Worker Thread模式等都是用来指导分工的。
学习这部分内容需要学会跟现实类比，如生产-消费者模式就类比饭店厨师和服务员。厨师是生产者，服务员是消费者。

同步

分工后就是执行了，在任务执行过程中是互相有依赖的，一个任务结束后，依赖它的后续任务就可以开工了。在并发领域，主要指的就是线程之间的协作，即一个线程完成任务，如何通知后续任务的线程工作。
JDK中的CountDownLatch，CyclicBarriar, Phaser, Exchanger都是用来解决协作分工问题。

工作中需要的需要线程协作问题，都可以描述为：当某个条件不满足时，线程需要等待；当某个条件满足时，需要需要被唤醒执行。

在Java并发领域，解决协作的核心技术是管程，它是一种解决并发问题的通用模型，它除了能解决协作问题，还能解决互斥问题。可以说管程是解决并发问题的万能钥匙。（类比信号量也是解决并发问题的万能钥匙，既能用信号量作为互斥锁，也也可以用作条件变量。信号量 vs 管程？）

互斥

分工和同步主要强调的是性能，并发编程还有一个关注点是正确性，专业术语就是线程安全。
根源是当多个线程同时访问一个共享变量时，结果是不确定的。 而导致不确定的主要源头是可见性问题、有序性问题和原子性问题，为了解决这三个问题，Java 语言引入了内存模型，内存模型提供了一系列的规则，利用这些规则，我们可以避免可见性问题、有序性问题，但是还不足以完全解决线程安全问题。解决线程安全问题的核心方案还是互斥。

互斥即同一时刻，只允许一个线程访问共享变量。

实现互斥的核心技术是锁，如synchroized关键字，并发包中的lock。 锁可以解决线程安全问题，但带来了性能损耗，如何保持两者平衡，即不同场景使用不同的优化方案，Java SDK 里提供的 ReadWriteLock、StampedLock就可以优化读多写少场景下锁的性能。还可以使用无锁的数据结构，例如 Java SDK 里提供的原子类都是基于无锁技术实现的。

除此之外，还有一些方案原理是不共享变量和或变量只读，如ThreadLocal， final。 还有一种Copy-on-write模式。

除了锁性能问题，还有需要预防死锁（需要了解CPU和缓冲知识，要理解原子性需要学习OS的知识）。

并发编程思维导图

小结

学习并发切勿一上来就看Java 并发包，东西太多，不成体系，很容易遗忘，使用的时候也不知道是不是最优方案。原因就是没有形成知识体系。

Java并发包是并发大师Doug Lea设计并实现的，他一定不是随意设计，背后是他对并发问题的深刻认识。

另：经典并发编程相关书籍推荐：
《Java并发编程实战》
《Java并发编程的艺术》
《图解Java多线程设计模式》
《操作系统：精髓与设计原理》