深入解析Jenkov并发编程教程核心要点-优快云博客

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深入解析Jenkov并发编程教程核心要点

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并发编程基础概念

什么是多线程编程

多线程编程是指在一个程序中同时运行多个执行线程的技术。从程序角度看，就像有多个CPU同时执行你的代码。但实际上，单个CPU通过时间分片技术轮流执行多个线程。

多线程与多任务的区别：

多任务：单个CPU同时运行多个程序，通过时间分片实现
多线程：单个程序内运行多个执行线程

为什么需要多线程

提高单CPU利用率：当一个线程等待IO时，CPU可以执行其他线程
充分利用多核CPU：现代计算机多核CPU需要多线程才能充分发挥性能
提升用户体验：避免UI线程阻塞，保持界面响应
公平处理请求：防止长时间请求阻塞其他客户端请求

多线程的优缺点分析

优势

CPU利用率提升：通过并行处理减少总执行时间
简化程序设计：独立处理单元使代码结构更清晰
提高程序响应性：后台任务不影响主线程响应

挑战

设计复杂度增加：共享数据需要同步机制
上下文切换开销：线程切换消耗CPU资源
资源消耗增加：每个线程需要独立内存空间

并发模型详解

并行工作者模型

特点：

最常见的Java并发模型
使用线程池管理工作者线程

优点：

易于理解
便于并行化

缺点：

共享状态导致线程安全问题
无状态工作者需要频繁读取共享数据
任务执行顺序不确定

流水线(事件驱动)模型

流水线模型

特点：

类似工厂流水线
使用非阻塞IO作为边界

优点：

无共享状态
有状态工作者
更好的硬件亲和性
可控制任务顺序

缺点：

可能导致回调地狱
执行流程分散

函数式并行

原理：

将程序分解为纯函数组合
通过不可变对象或副本通信

实现：

Java Stream API

线程安全关键问题

竞态条件

当多个线程同时访问共享资源，且执行结果取决于线程执行顺序时发生。

两种典型场景：

读-改-写操作：

public void add(long value){
    this.count = this.count + value;
}

检查后行动操作：

if(sharedMap.containsKey("key")){
    String val = sharedMap.remove("key");
}

临界区保护

通过同步机制确保临界区代码原子性执行：

public void add(int val1, int val2){
    synchronized(this.sum1Lock){
        this.sum1 += val1;   
    }
    synchronized(this.sum2Lock){
        this.sum2 += val2;
    }
}

线程创建与管理

创建线程的两种方式

继承Thread类：

public class MyThread extends Thread {
    public void run(){
        System.out.println("MyThread running");
    }
}

实现Runnable接口：

new Thread(() -> System.out.println("Lambda Runnable running")).start();

正确停止线程

通过标志位控制线程执行：

public class MyRunnable implements Runnable {
    private boolean doStop = false;
    
    public synchronized void doStop() {
        this.doStop = true;
    }
    
    public void run() {
        while(keepRunning()) {
            // 线程工作代码
        }
    }
}