并發程式設計的一點思考

并發程式設計可以總結為3個核心問題：

• 分工：指的是如何高效的拆解任務并配置設定給線程
• 同步：指的是線程之間如何協作
• 互斥：則是保證同一時刻隻允許一個線程通路共享資源

JavaSDK并發包很大部分都是按照這三個次元組織的：

進一步的，個人了解，三大核心問題又可以聚焦于2大點：

• 管程（synchronized、SDK裡的各種Lock）解決同步互斥問題
• 線程池（CompletableFuture、Fork/Join）實作分工并行

抓住這2點，就可以由點及線，把整個并發程式設計體系串聯起來。個人了解，其實線程池部分嚴格說來應該屬于并行程式設計。

ps.并發 VS 并行 ？

• 并發，指的是某一時間段内，單核CPU多任務處理，因為線程排程切換使得看起來是同時執行多任務一樣，實際上某一時間隻有一個線程運作。
• 并行，指的是多CPU情況下，同一時間點多個線程同時運作。

管程

管程是一把解決并發問題的萬能鑰匙。所謂管程，指的是管理共享變量以及對共享變量的操作過程，讓他們支援并發。翻譯為 Java 領域的語言，就是管理類的成員變量和成員方法，讓這個類是線程安全的。

在管程模型裡，共享變量和對共享變量的操作是被封裝起來的，當多個線程同時試圖進入管程内部時，隻允許一個線程進入，其他線程則在入口等待隊列中等待。 ----解決了互斥

條件變量和等待隊列的作用----解決線程同步問題

• 多個線程同時試圖進入管程内部時，隻允許一個線程進入，其他線程則在入口等待隊列中等待（處于阻塞狀态）。
• T1線程進入後，檢查條件變量A,如滿足，則執行。如不滿足，T1 需要調用 A.wait()進入條件變量A的等待隊列（釋放了鎖，處于無限等待狀态/有限時等待狀态），進入之後，允許其他線程進入管程。
• 另外一個線程 T2 執行成功之後，如果條件A對于線程 T1 來說已經滿足了，此時線程 T2 要通知 T1，線程 T2 需要調用 A.notifyAll() 來喚醒 A 等待隊列中的線程,當這些線程得到通知後，會從等待隊列裡面出來，但是出來之後不是馬上執行，而是重新進入到入口等待隊列裡面去競争鎖，線程是否競争到鎖與線程在等待隊列中的先後位置是否相關，又産生了非公平鎖和公平鎖之區分。

java語言内置的管程（synchronized）對 MESA 管程模型進行了精簡。MESA 模型中，條件變量可以有多個，synchronized隻有一個條件變量，隻支援非公平鎖。

正是由于synchronized的局限性，才有了JUC包中的各種lock，JUC包中的AQS就是對MESA管程的實作，然後基于AQS延伸開發出了各種lock和并發工具類，其核心思想的源頭都是管程！

線程池

降低延遲，提高吞吐量

線程池基本原理：美團的這篇文章講的很好---Java線程池實作原理及其在美團業務中的實踐

多線程優化性能的目标說白了就是2點，降低延遲，提高吞吐量，具體做法就是串改并，串行轉換成并行的過程中，一定會涉及到異步化。異步化，是并行方案得以實施的基礎。

• 簡單的并行任務-----------------------------------------> 線程池 +Future
• 任務之間有聚合關系(AND 聚合/OR 聚合)--------------------> CompletableFuture （強烈推薦使用！！！）
• 分治 -------------------------------------------------> Fork/Join （适合處理一些特殊場景，并行計算 海量資料處理）

一些線程池的騷操作：

美團動态線程池

按某個次元順序執行任務的線程池

記憶體安全的阻塞隊列

原生線程池拒絕政策的bug