Java 并发 教程 - 序

前言

Java 并发/多线程对许多Java新手来说都是一个比较难以搞定的领域。最近在网上看到Jakob Jenkov (http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/index.html)写的关于并发/多线程的一系列教程，觉得比较有帮助，所以准备翻译出来与大家共享。

想当年一台计算机只有一个CPU，并且一次只能执行一个程序。后来出现了多任务，这意味着计算机可以同时执行多个程序（也可以称为任务或进程）。这并不是真的是“同时”。这只是单个CPU在多个程序之间共享。操作系统会将会执行了一段时间的程序与等候的程序切换。

多任务的到来对软件开发人员带来了新的挑战。程序不能再假设可用所有的CPU时间，也不能假定可用所有内存或任何其他计算机资源。 一个作为“好公民”的程序应该释放它不再使用的所有资源，好让其他的程序可以使用它们。


后来又出现了多线程，这意味着你可以在同一个程序中有多个执行线程。执行的线程可以被认为是执行程序的CPU。当有多个线程执行相同的程序时，它就像在同一个程序中运行多个CPU。


多线程是可以提高某些类型程序性能的好方法。然而多线程甚至比多任务更具挑战性。线程在相同的程序内执行，因此会同时读取和写入相同的存储器。这可能会导致在单线程程序中见不到的错误。其中一些错误可能无法在单CPU机器上看到，因为两个线程从不真正的“同步执行”。而现代计算机具有多核CPU，甚至具有多个CPU。这意味着不同的线程可以由单独的核心或CPU同时执行。

如果一个线程读取一个内存位置，而另一个线程写入它，第一个线程会读取什么值？旧的值？第二个线程写的值？或者一个值是两者之间的混合？或者，如果两个线程同时写入同一个内存位置，当它们完成后，会留下什么值？第一个线程写的值？第二个线程写的值？还是两个值的混合？


如果没有适当的预防措施，任何这些结果是可能的。系统的表现甚至是不可预测的。每次的结果也可能会改变。因此作为程序开发人员，知道如何采取正确的预防措施是十分重要的 - 这意味着学习控制线程如何访问共享资源，如内存，文件，数据库等。这就是Java并发教程要解决的主题之一。


Java中的多线程和并发

Java是开发人员可轻松获得多线程的第一批语言之一。 Java从一开始就具有多线程功能。因此，Java开发人员经常会面临上述问题。这就是我写这个关于Java并发的教程的原因。它会作为自己和任何可能从中受益的Java开发人员的笔记。


该教程主要涉及Java中的多线程，但是多线程中出现的一些问题与在多任务和分布式系统中出现的问题类似。因此，在此教程中会提及多任务和分布式系统。因此，教程的题目是“并发”而不是“多线程”。


Java并发的前景

第一批Java并发书籍出版后，甚至从Java 5并发实用程序发布以来，并发架构和设计的世界发生了很多事情。


新的，异步的“无共享”平台和API，如Vert.x和Play / Akka和Qbit出现了。这些平台使用了不同于标准Java / JEE的并发线程模型，共享内存和锁定。新的非阻塞并发算法已经发布，新的非阻塞工具如LMax Disrupter已经添加到我们的工具包中。新的函数编程并行化已经引入了Java 7中的Fork和Join框架，以及Java 8中的集合流API。


以为这些新的发展，我是该更新这个Java的并发教程了（注：作者在2014年完成此教程的初版）。因此，本教程重回正在编制的状态中。每当有时间我会写出新的教程。