1、概述

并发编程涉及知识点

1. 进程与线程
2. 并发与并行
3. 同步与异步
4. Java 并发工具、并发问题及解决方案

基础知识

1. 接触过 Java Web、JDBC 开发、Web 服务器（最好有分布式框架）
2. 基于 JDK 8，了解函数式编程、lambda 表达式
3. 了解 slf4j 打印日志

相关依赖

    1.8
    1.8



    
        org.projectlombok
        lombok
        1.18.10
    
    
        ch.qos.logback
        logback-classic
        1.2.3
    

logback 配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

    
        
            %date{HH:mm:ss} [%t] %logger - %m%n
        
    
    
        
    
    
        
    

2、初识并发编程

2.1、程序、进程、线程

2.1.1、相关概念

程序（procedure）

• 程序由指令和数据组成，是静态的。
• 指令加载到 CPU 才能执行，数据加载到内存才能读写。
• 指令执行过程中需要用到磁盘、网络等设备。

进程（progress）

• 进程可视为程序的一个实例，是动态的（可理解为运行中的程序）
• 进程用于加载指令、管理内存和 I/O
• 当一个指令被执行，将程序从磁盘加载到内存，此时开启了一个进程。
• 程序可运行一个或多个实例进程（如 QQ音乐、记事本）

线程（thread）

• 线程相当于指令流。
• 线程将指令以一定的顺序交给 CPU 执行。

2.1.2、进程 vs 线程

在 Java 中，进程是资源分配的最小单位，线程是最小调度单位。

1. 进程基本上相互独立，线程存在于进程内
   （一个进程由多个线程组成）
2. 进程拥有共享的资源，如内存空间等，供其内部的线程共享。
3. 在 Windows 中，进程作为线程的容器，自身是不活动的。

通信

• 进程间通信（复杂）
  • 同一台计算机：IPC（Inter-process communication）
  • 不同计算机：通过网络并遵守共同的协议，例如 HTTP
• 线程通信（简单）：线程共享进程的内存（例：多个线程可以访问同一个共享变量）

上下文切换（context switch）：内核在 CPU 上对进程（线程）进行切换，即任务切换

一般情况下，线程上下文切换成本比进程低。

2.2、并发、并行

理解

• 并发（concurrent）：同一时间应对事情（deal with）
• 并行（parallel）：同一时间实际做事情（do）

concurrent

简单来说，并发就是线程轮流使用 CPU。

1. 在单核 CPU 下，线程是串行执行的。
2. 操作系统的任务调度器，将 CPU 时间片分给不同程序使用。
3. CPU 在线程间的切换非常快，使人感觉是同时运行的（Windows 时间片最小约 15ms）。

总结：宏观并发，微观串行。

parallel

1. 在多核 CPU 下，每个核都可以调度运行线程，线程可以并行执行。
2. 通常线程数会远大于核数，因此并行和并发是同时存在的。

总结：宏观并行，微观串行。

2.3、同步、异步

从程序调用方的角度

• 同步（synchronization）：需要等待结果返回才能继续运行。
• 异步（asynchronization）：不需要等待结果返回，就能继续运行。

多线程可以使方法异步执行

• 开启一个线程用于处理比较耗时的操作，避免阻塞主线程。
• 应用举例：Tomcat 中的 异步 Servlet、UI 编程中的异步。