《深入理解高并發(fā)編程：JDK核心技術(shù)》讀書

記錄

目錄

一、書籍概述.................................................2

二、章節(jié)內(nèi)容解讀.............................................2

1.第一章................................................4

1.1高并發(fā)編程概念及特點(diǎn)................................6

1.2并發(fā)編程與并行編程區(qū)別..............................7

1.3高并發(fā)編程的挑戰(zhàn)與解決方案..........................8

2.第二章...............................................10

2.1JDK發(fā)展歷程及核心組件.............................12

2.2Java編程語言基礎(chǔ)...................................13

2.3Java內(nèi)存管理機(jī)制...................................15

3.第三章...............................................17

3.1線程概念及創(chuàng)建方式.................................19

3.2線程同步與通信機(jī)制.................................20

3.3線程池技術(shù)與優(yōu)化策略.............................22

4.第四章...............................................24

4.1Java并發(fā)框契概述.................................25

4.2并發(fā)容器與并發(fā)集合類..............................27

4.3鎖與同步器工具.....................................29

5.第五章...............................................32

5.1并發(fā)編程中的常見問題及解決方案....................34

5.2并發(fā)編程中的性能優(yōu)化技巧...........................36

5.3實(shí)戰(zhàn)案例分析與實(shí)現(xiàn).................................37

6.第六章...............................................39

6.1JVM性能監(jiān)控與診斷工具.............................40

6.2高并發(fā)部署架構(gòu)設(shè)計(jì).................................42

6.3性能調(diào)優(yōu)實(shí)踐及案例分析.............................43

三、學(xué)習(xí)心得與總結(jié).........................................44

一、書籍概述

在信息化時(shí)代背景下，高并發(fā)編程己成為軟件開發(fā)領(lǐng)域不可或缺

的技能?！渡钊肜斫飧卟l(fā)編程：JDK核心技術(shù)》為我們深入剖析了

高并發(fā)編程的核心原理與JDK(JavaDevelopmentKit)的關(guān)鍵技術(shù)。

本書不僅適合有一定Java基礎(chǔ)的開發(fā)者，也適合對高并發(fā)編程感興

趣的讀者。通過對本書的閱讀，讀者將能全面理解并發(fā)編程的精髓，

以及如何利用JDK的核心技術(shù)來提升程序的并發(fā)性能。

本書首先介紹了高并發(fā)編程的基本概念、原理以及挑戰(zhàn)。圍繞

JDK核心技術(shù)，詳細(xì)解讀了Java內(nèi)存模型、線程管理、鎖機(jī)制、并

發(fā)集合類等重要主題。書中還深入探討了Java的并發(fā)工具類、原子

變量、同步器等高級主題，幫助讀者深入理解JDK在高并發(fā)編程中的

應(yīng)用。

本書的特點(diǎn)在于，不僅注重理論知識的介紹，還提供了豐富的實(shí)

踐案例和代碼示例。通過理論與實(shí)踐相結(jié)合，使讀者能夠更好地掌握

所學(xué)知識，并能夠靈活運(yùn)用到實(shí)際開發(fā)中。

二、章節(jié)內(nèi)容解讀

第2章主要介紹了Java并發(fā)編程的基礎(chǔ)知識，包括線程、鎖和

同步器等核心概念。作者首先講解了Java線程的創(chuàng)建、調(diào)度和管理,

然后重點(diǎn)分析了synchronized關(guān)鍵字的使用和優(yōu)化技巧，最后探討

了并發(fā)集合類的性能和適用場景。

第3章主要討論了并發(fā)編程中的數(shù)據(jù)一致性問題。在多線程環(huán)境

下，數(shù)據(jù)一致性問題是一個(gè)非常重要的問題。為了保證數(shù)據(jù)的一致性,

作者介紹了volatile關(guān)鍵字的使用、以及通過顯式鎖和隱式鎖實(shí)現(xiàn)

的數(shù)據(jù)同步。

第4章主要介紹了并發(fā)編程中的原子操作。原子操作是指在多線

程環(huán)境下，能夠保證操作單一性和不可中斷性的操作。作者詳細(xì)講解

TJava中的原子類（如Atomiclnteger、AtomicLong等）的實(shí)現(xiàn)原

理和使用方法，以及如何使用這些原子類來避免多線程環(huán)境下的數(shù)據(jù)

不一致問題。

能夠處理的請求數(shù)量非常大。在傳統(tǒng)的單機(jī)系統(tǒng)中，這個(gè)數(shù)字通常是

有限的。但是在互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，用戶數(shù)量龐大，請求的

數(shù)量也隨之增加。為了滿足用戶的需求，我們需要提高系統(tǒng)的并發(fā)能

力，使得系統(tǒng)能夠在短時(shí)間內(nèi)處理大量的請求。

高并發(fā)編程的主要目標(biāo)是提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，為了實(shí)現(xiàn)這

一目標(biāo)，我們需要關(guān)注以下幾個(gè)方面：

減少阻塞：阻塞是指某個(gè)線程在等待某個(gè)資源（如TO操作、鎖等）

時(shí)，無法繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)。阻塞會導(dǎo)致線程饑餓，降低系統(tǒng)的吞吐

量。我們需要盡量減少阻塞的發(fā)生，提高系統(tǒng)的并發(fā)能力。

減少死鎖：死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)線程在競爭資源時(shí)，相互等待對

方釋放資源，導(dǎo)致都無法繼續(xù)執(zhí)行的情況c死鎖會導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，因

此我們需要避免死鎖的發(fā)生.

減少資源競爭：資源競爭是指多個(gè)線程同時(shí)訪問共享資源，導(dǎo)致

資源不足的情況。資源競爭會降低系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，我們需要合

理地分配和管理共享資源，避免資源競爭的發(fā)生。

提高響應(yīng)速度：響應(yīng)速度是指系統(tǒng)處埋請求的速度。在高并發(fā)環(huán)

境下，如果響應(yīng)速度過慢，用戶體驗(yàn)會受到影響。我們需要通過優(yōu)化

算法、減少不必要的計(jì)算等方式，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

多線程：多線程是指在同一時(shí)間段內(nèi)，操作系統(tǒng)可以創(chuàng)建多個(gè)線

程來執(zhí)行任務(wù)。通過合理地使用多線程技術(shù)，我們可以提高系統(tǒng)的并

發(fā)能力。

異步編程：異步編程是指在不阻塞主線程的情況下，執(zhí)行耗時(shí)的

任務(wù)。通過使用異步編程技術(shù)，我們可以避免阻塞導(dǎo)致的性能下降。

并行編程：并行編程是指在同一時(shí)間段內(nèi)，讓多個(gè)任務(wù)同時(shí)執(zhí)行。

通過使用并行編程技術(shù)，我們可以充分利用多核處理器的優(yōu)勢，提高

系統(tǒng)的性能。

消息隊(duì)列：消息隊(duì)列是一種用于在應(yīng)用程序之間傳遞消息的中間

件。通過使用消息隊(duì)列技術(shù)，我們可以將耗時(shí)的任務(wù)放入隊(duì)列中，由

專門的后臺線程進(jìn)行處理，從而避免阻塞主線程。

緩存技術(shù)：緩存技術(shù)是一種將經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中，以

減少對磁盤或網(wǎng)絡(luò)的訪問的技術(shù)。通過使用緩存技術(shù)，我們可以降低

系統(tǒng)的延遲，提高響應(yīng)速度。

1.1高并發(fā)編程概念及特點(diǎn)

高并發(fā)編程概念：高并發(fā)編程是一種面向互聯(lián)網(wǎng)場景的軟件設(shè)計(jì)

和開發(fā)方式，其特點(diǎn)是面對大量用戶請求時(shí)的響應(yīng)能力強(qiáng)、并發(fā)處理

能力強(qiáng)。在高并發(fā)編程中，軟件需要處理多個(gè)用戶同時(shí)發(fā)起的請求，

并且保證每個(gè)請求都能得到及時(shí)響應(yīng)和處理。這種編程方式主要應(yīng)用

在服務(wù)器端的軟件開發(fā)中，特別是在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中扮演著至關(guān)重要的

角色。隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，高并發(fā)編程已經(jīng)成為了一項(xiàng)核心技術(shù)。

大量用戶同時(shí)訪問：高并發(fā)環(huán)境下，服務(wù)器會面臨大量的用戶請

求同時(shí)發(fā)起的情況，這就要求軟件能夠處理大量的并發(fā)請求。

響應(yīng)速度快：高并發(fā)編程要求軟件能夠迅速響應(yīng)每個(gè)用戶的請求,

保證用戶體驗(yàn)。這就需要軟件具備高性能和低延遲的特點(diǎn)。

資源競爭激烈：在高并發(fā)環(huán)境下，資源競爭非常激烈。多個(gè)線程

或進(jìn)程可能會同時(shí)訪問同一資源，如數(shù)據(jù)庫連接、文件等。這就需要

軟件通過合理的方式來解決資源競爭問題，避免出現(xiàn)死鎖等并發(fā)問題。

同時(shí)要保證資源訪問的原子性和一致性。

系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高：在高并發(fā)環(huán)境下，軟件的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

一旦軟件出現(xiàn)問題，可能會導(dǎo)致大量的用戶請求無法得到響應(yīng)或處理,

給用戶帶來極大的不便。高并發(fā)編程需要注重軟件的穩(wěn)定性和可靠性,

高并發(fā)編程還需要關(guān)注性能優(yōu)化、負(fù)載均衡等問題。開發(fā)者需要通過

合理的設(shè)計(jì)和技術(shù)選型來保證軟件的性能和安全。在這個(gè)過程中，JDK

核心技術(shù)起著重要的作用，提供了豐富的工具和庫來支持高并發(fā)編程

的實(shí)現(xiàn)。

1.2并發(fā)編程與并行編程區(qū)別

在《深入理解高并發(fā)編程：JDK核心技術(shù)》作者對并發(fā)編程與并

行編程的區(qū)別進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

并發(fā)編程是指在同一時(shí)刻，有多條指令在多個(gè)處理器上同時(shí)執(zhí)行。

這種編程方式主要關(guān)注的是如何提高CPU的使用效率，通過將任務(wù)分

解成多個(gè)小任務(wù)，讓多個(gè)處理器同時(shí)處理，從而提高整體的處理速度。

并發(fā)編程的關(guān)鍵在于正確地處理多線程之間的通信和同步，以避免出

現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致和競爭條件等問題。

并行編程則是指在同一時(shí)刻，有多條指令在多個(gè)處理器上同時(shí)執(zhí)

行，并且這些指令都在不同的核心或者設(shè)備上執(zhí)行。并行編程的目標(biāo)

是提高系統(tǒng)的整體性能，通過將任務(wù)分解成多個(gè)小任務(wù)，讓多個(gè)處理

器同時(shí)處理，從而提高整體的處理速度。與并發(fā)編程不同的是，并行

編程需要考慮更多的因素，如如何分配任務(wù)、如何同步各個(gè)處理器之

間的執(zhí)行結(jié)果等。

并發(fā)編程和并行編程都是為了提高系統(tǒng)的處理能力，但它們的關(guān)

注點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方式有所不同。并發(fā)編程主要關(guān)注如何提高CPU的使用效

率，通過將任務(wù)分解成多個(gè)小任務(wù)，讓多個(gè)處理器同時(shí)處理；而并行

編程則更注重整個(gè)系統(tǒng)的性能，通過將任務(wù)分解成多個(gè)小任務(wù)，讓多

個(gè)處埋器在不同的核心或者設(shè)備上同時(shí)執(zhí)行。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根

據(jù)具體的需求和場景選擇合適的編程方式。

1.3高并發(fā)編程的挑戰(zhàn)與解決方案

在高并發(fā)環(huán)境下，程序員需要面對諸多挑戰(zhàn)。高并發(fā)意味著系統(tǒng)

需要同時(shí)處理大量的請求，這就要求程序員具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識和豐

富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以便能夠快速定位問題并解決問題。高并發(fā)環(huán)境下的

數(shù)據(jù)競爭和資源爭用問題非常嚴(yán)重，這就需要程序員使用高效的同步

機(jī)制來確保數(shù)據(jù)的一致性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高并發(fā)環(huán)境下的性能優(yōu)化

也是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)，程序員需要不斷地進(jìn)行代碼優(yōu)化、算法優(yōu)化以

及系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化，以提高系統(tǒng)的吞吐量、響應(yīng)時(shí)間和可用性。

針對這些挑戰(zhàn)，本書提供了一些解決方案。作者通過實(shí)例講解了

如何使用Java多線程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高并發(fā)編程，包括創(chuàng)建和管理線程、

線程同步和通信、線程池等。這些技術(shù)可以幫助程序員更好地應(yīng)對高

并發(fā)環(huán)境下的問題，作者介紹了Java中的鎖機(jī)制，包括synchronized

關(guān)鍵字、Lock接口及其實(shí)現(xiàn)類（如ReentrantLock）等，這些鎖機(jī)制可

以幫助程序員解決數(shù)據(jù)競爭和資源爭用問題。作者還講解了一些性能

優(yōu)化的方法，如減少鎖的使用、使用volatile關(guān)鍵字、使用原子操

作等，這些方法可以幫助程序員提高系統(tǒng)的性能。

在高并發(fā)編程中，程序員需要面對諸多挑戰(zhàn)，但通過學(xué)習(xí)和掌握

相關(guān)的技術(shù)和方法，我們可以有效地解決這些問題，提高系統(tǒng)的性能

和穩(wěn)定性。

2.第二章

在深入探索高并發(fā)編程領(lǐng)域之前，我們需要先對Java的基礎(chǔ)知

識和JDK的核心技術(shù)有一個(gè)全面的了解。本章主要介紹了Java的發(fā)

展歷程、核心特性以及JDK的基礎(chǔ)工具，為后續(xù)高并發(fā)編程的學(xué)習(xí)打

下基礎(chǔ)。

Java是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，廣泛應(yīng)用于企業(yè)級應(yīng)用、

移動應(yīng)用開發(fā)等領(lǐng)域。自上世紀(jì)90年代推出以來，Java憑借其跨平

臺性、安全性、多線程支持等特性，逐漸成為主流編程語言之一。Java

的發(fā)展歷程中，不斷有新的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)，推動著Java向前發(fā)展。

JDK(JavaDevelopmentKit)是Java開發(fā)工具包，包含了編譯、

調(diào)試和運(yùn)行Java程序所需的各種工具和庫。本章主要介紹了JDK中

的核心技術(shù)，包括Java虛擬機(jī)(JVM)Java核心類庫、Java集合

框架等。

JVM是Java程序運(yùn)行的核心環(huán)境，它能夠?qū)崿F(xiàn)對Java字節(jié)碼的

解析和執(zhí)行。本章介紹了JVM的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及性能優(yōu)化等

方面的知識。

Java核心類庫是JDK中最重要的組成部分之一，它提供了Java

程序開發(fā)所需的各種基礎(chǔ)類和接口。本章詳細(xì)介紹了Java核心類庫

的主要組成部分及其功能。

Java集合框架是Java核心類庫中的重要組成部分，它提供了豐

富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法，方便開發(fā)者處理集合數(shù)據(jù)。本章介紹了Java

集合框架的基本概念、主要特點(diǎn)和常用集合類。

在介紹完JDK核心技術(shù)后，本章還結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景，介紹了如

何在Java開發(fā)中應(yīng)用這些技術(shù)，包括并發(fā)編程的基礎(chǔ)知識、Java網(wǎng)

絡(luò)編程等。這些內(nèi)容的介紹為后續(xù)高并發(fā)編程的學(xué)習(xí)提供了良好的基

礎(chǔ)。

本章通過對Java基礎(chǔ)知識及JDK核心技術(shù)的介紹，為深入理解

高并發(fā)編程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。掌握了這些基礎(chǔ)知識后，我們將能夠

更好地理解并發(fā)編程中的相關(guān)概念和原理，為后續(xù)的深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐

做好準(zhǔn)備。

接下來的章節(jié)將詳細(xì)介紹高并發(fā)編程中的相關(guān)技術(shù)和原理，包括

多線程、并發(fā)容器、鎖機(jī)制、線程池等。還將介紹一些常用的并發(fā)編

程工具和框架，如Spring框架的并發(fā)編程應(yīng)用等。

通過本章的學(xué)習(xí)，我們對Java基礎(chǔ)知識和JDK核心技術(shù)有了更

深入的了解，為后續(xù)的高并發(fā)編程學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在后續(xù)的

章節(jié)中，我們將深入探討高并發(fā)編程的相關(guān)技術(shù)和原理，以期提高我

們的并發(fā)編程能力。

2.1JDK發(fā)展歷程及核心組件

JavaDevelopmentKit(JDK)是Java語言的核心工具包，它包

含了Java的運(yùn)行環(huán)境、Java工具和Java的核心類庫。隨著Java技

術(shù)的不斷發(fā)展和演進(jìn)，JDK也經(jīng)歷了多個(gè)版本的更新和改進(jìn)。

JDK是Java語言的第一版，于1996年發(fā)布。這個(gè)版本非常簡單,

主要用于教學(xué)和研究目的。JDK在1997年發(fā)布，增加了新的特性，

如垃圾回收和JDBC支持。接下來的幾年里，JDK相繼發(fā)布了、和等

版本，每個(gè)版本都帶來了重要的性能改進(jìn)和新特性的添加。

特別是在JDK之后，Java語言進(jìn)行了重大改革，引入了更多現(xiàn)

代編程語言的特性，如泛型、注解、自動裝箱和拆箱等。這些改進(jìn)使

得Java在性能、易用性和安全性等方面都有了顯著的提升。

Java編譯器是JDK的重要組成部分，它負(fù)責(zé)將Java源代碼編譯

成字節(jié)碼。字節(jié)碼是一種中間代碼，可以在任何支持Java的平臺上

運(yùn)行。Java編譯器還提供了豐富的錯(cuò)誤提示和診斷信息，幫助開發(fā)

者快速定位和解決問題。

Java虛擬機(jī)是JDK的另一個(gè)核心組件，它負(fù)責(zé)執(zhí)行字節(jié)碼。JVM

是Java實(shí)現(xiàn)跨平臺的關(guān)鍵，它能夠在不同操作系統(tǒng)上運(yùn)行相同的字

節(jié)碼，從而保證了Java程序的可移植性。JVM還提供了垃圾回收、

即時(shí)編譯等強(qiáng)大的功能，幫助開發(fā)者優(yōu)化程序性能。

Java類庫是JDK中包含的大量公共類和接口的集合。這些類和

接口為Java程序員提供了豐富的生活工具，如文件操作、網(wǎng)絡(luò)通信、

圖形用戶界面等。Java類庫還不斷更新和完善，以適應(yīng)不斷變化的

開發(fā)需求。

2.2Java編程語言基礎(chǔ)

我們將學(xué)習(xí)Java編程語言的基礎(chǔ)部分，包括數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、

流程控制語句和數(shù)組等。這些知識點(diǎn)是編寫Java程序的基礎(chǔ)，對于

理解后續(xù)的高級特性和設(shè)計(jì)模式至關(guān)重要。

Java有8種基本數(shù)據(jù)類型，分為兩大類：原始數(shù)據(jù)類型（如int、

float,double等）和引用數(shù)據(jù)類型（如對象、數(shù)組等）。每種數(shù)據(jù)類

型都有其特定的取值范圍和用途，整型變量可以存儲整數(shù)值，而浮點(diǎn)

型變量可以存儲小數(shù)值。Java還支持布爾型、字符型和字符串型等

其他數(shù)據(jù)類型。

Java提供了豐富的運(yùn)算符，包括算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏

輯運(yùn)算符、位運(yùn)算符、賦值運(yùn)算符、條件運(yùn)算符和移位運(yùn)算符等,這

些運(yùn)算符用于實(shí)現(xiàn)各種數(shù)學(xué)計(jì)算、邏輯判斷和其他操作。加法運(yùn)算符

（+）用于計(jì)算兩個(gè)數(shù)的和，大于等于運(yùn)算符（）用于判斷一個(gè)數(shù)是否大

于等于另一個(gè)數(shù)。

流程控制語句用于控制程序的執(zhí)行流程。Java提供了ifelse語

句、switchcase語句和循環(huán)語句（如for、while、dowhile等）等。

這些語句可以根據(jù)條件來決定程序的執(zhí)行路徑，從而實(shí)現(xiàn)不同的功能。

ifelse語句可以根據(jù)條件判斷執(zhí)行不同的代碼塊，而循環(huán)語句可以

根據(jù)指定的條件重復(fù)執(zhí)行一段代碼。

數(shù)組是一種用于存儲相同類型數(shù)據(jù)的容器，在Java中，數(shù)組可

以通過聲明數(shù)組類型的變量并分配內(nèi)存空間來創(chuàng)建。數(shù)組的大小在聲

明時(shí)確定，并且可以隨時(shí)修改。數(shù)組的元素可以通過下標(biāo)訪問，下標(biāo)

從0開始。Java還提供了一些數(shù)組操作的方法，如遍歷數(shù)組、獲取

數(shù)組長度和修改數(shù)組元素等。

Java編程語言基礎(chǔ)是深入理解高并發(fā)編程的關(guān)鍵。通過掌握數(shù)

據(jù)類型、運(yùn)算符、流程控制語句和數(shù)組等基本概念，我們可以更好地

編寫高效的Java程序。

2.3Java內(nèi)存管理機(jī)制

第節(jié)Java內(nèi)存管理機(jī)制概述與核心技術(shù)細(xì)節(jié)探索：了解Java

內(nèi)存管理機(jī)制對掌握并發(fā)編程非常重要，因?yàn)檫@關(guān)乎并發(fā)程序中線程

的交互與狀態(tài)同步，從而影響程序的性能。本章節(jié)將會深入解析Java

的內(nèi)存模型、內(nèi)存管理特性以及與之相關(guān)的并發(fā)問題。我將按照以下

順序詳細(xì)記錄：

Java的內(nèi)存模型主要可以分為以下幾個(gè)部分：堆內(nèi)存(Heap)>

棧內(nèi)存(Stack)、方法區(qū)(MethodArea)、程序計(jì)數(shù)器(Program

Counter)o每個(gè)部分都有其特定的用途和特點(diǎn)，理解這些概念對于

理解內(nèi)存管理機(jī)制至關(guān)重要。我會從基礎(chǔ)概念開始理解這些組件的功

能和特點(diǎn)。

Java的內(nèi)存管理具有自動垃圾回收(GarbageCollection)>

內(nèi)存分配策略等特性。這些特性對于開發(fā)者來說是非常實(shí)用的工具，

能夠幫助他們管理程序的內(nèi)存資源，避免內(nèi)存泄漏等問題。本章節(jié)將

深入解析這些特性的工作原理和使用方法，我會關(guān)注垃圾回收機(jī)制的

工作原理以及如何優(yōu)化垃圾回收的性能。我也會理解內(nèi)存分配策略，

包括新生代和老年代在內(nèi)存中的劃分和作用。我會學(xué)習(xí)如何通過JVM

參數(shù)來調(diào)整和優(yōu)化內(nèi)存管理策略。我會探討并發(fā)編程中的內(nèi)存管理問

題，如內(nèi)存同步和線程安全等。我會理解如何通過同步塊和鎖機(jī)制來

確保并發(fā)操作的正確性和安全性。通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)，我將能夠深入

理解Java的內(nèi)存管理特性以及如何運(yùn)用這些特性來提高程序的性能

和穩(wěn)定性。并且通過這些理論知識來解析復(fù)雜的并發(fā)問題和解決方案

的實(shí)現(xiàn)原理。我會關(guān)注一些常見的并發(fā)問題和解決方案，如死鎖、競

態(tài)條件等。通過這些示例的分析和解答，我將在理論的基礎(chǔ)上逐漸建

立實(shí)戰(zhàn)技能和理解力，這對于高并發(fā)編程至關(guān)重要。本章節(jié)不僅包含

埋論的探討和解釋，更涵蓋了具體的案例分析和實(shí)際操作技能的培養(yǎng),

有助于我全面理解和掌握J(rèn)ava的內(nèi)存管理機(jī)制以及并發(fā)編程技術(shù)。

我會對Java的內(nèi)存管理機(jī)制進(jìn)行總結(jié)和反思，進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識

和提升理解深度。我將能夠深入探討JVM的性能調(diào)優(yōu)技術(shù)以及如何根

據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景進(jìn)行優(yōu)化實(shí)踐，從而更好地利用Java的內(nèi)存管理機(jī)

制提高程序的性能和穩(wěn)定性。我會關(guān)注最新的Java內(nèi)存管理技術(shù)和

趨勢，以便在未來的工作中保持領(lǐng)先的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力。通過對

本章節(jié)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我將對Java的內(nèi)存管理機(jī)制有更深入的理解

和實(shí)踐能力，從而更好地掌握高并發(fā)編程技術(shù)并運(yùn)用到實(shí)際項(xiàng)目中。

3.第三章

第三章主要介紹了Java內(nèi)存模型(JavaMemoryModel,簡稱

JMM)的基本概念和原理，以及如何解決多線程環(huán)境下的數(shù)據(jù)一致性

問題。

內(nèi)存模型概述：JMM定義了線程和主內(nèi)存之間的交互規(guī)則，以及

每個(gè)線程看到的共享變量的值是如何在主內(nèi)存和自己的工作內(nèi)存中

維護(hù)的。它通過一系列規(guī)則來保證數(shù)據(jù)的可見性和有序性。

內(nèi)存屏障與happensbefore關(guān)系：為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)存模型的隔離性，

JMM引入了內(nèi)存屏障(MemobBarier)的概念。內(nèi)存屏障是一種特

殊的指令，它可以確保屏障之前的所有讀寫操作都完成后再執(zhí)行屏障

之后的操作，并且這些操作對其他線程是可見的。

volatile關(guān)鍵字：volatile關(guān)鍵字可以確保變量的可見性。當(dāng)

一個(gè)變量被聲明為volatile時(shí)，它會告訴編譯器和運(yùn)行時(shí)環(huán)境不要

對這個(gè)變量進(jìn)行緩存優(yōu)化，從而確保每次讀取該變量都會從主內(nèi)存中

獲取最新的值。

happensbefore原則：JMM定義了一系列happensbefore原則，

用于描述多線程環(huán)境下操作的順序關(guān)系。如果A操作happensbefore

B操作，那么A操作的結(jié)果將對B操作可見，并且B操作不能讀取到

A操作之前的狀態(tài)。

數(shù)據(jù)依賴性：在多線程環(huán)境下，數(shù)據(jù)依賴性是指一個(gè)線程的操作

依賴于另一個(gè)線程的操作結(jié)果。為了避免數(shù)據(jù)競爭，需要使用

happensbefore原則來確保操作的順序性。

原子操作：JMM提供了一組原子操作(AtomicOperations),

如compareandswap(CAS)等，用于在多線程環(huán)境下實(shí)現(xiàn)無鎖數(shù)據(jù)結(jié)

構(gòu)。這些原子操作可以保證操作的原子性，即它們要么完全執(zhí)行，要

么完全不執(zhí)行，不會出現(xiàn)中間狀態(tài)。

鎖與synchronized關(guān)鍵字：JMM中的鎖是一種悲觀鎖策略，它

通過互斥量(Mutex)來實(shí)現(xiàn)對共享資源的互斥訪問。synchronized

關(guān)鍵字是JMM提供的一種同步原語，它可以保證同一時(shí)刻只有一個(gè)線

程可以訪問共享資源，并且保證操作的順序性。

無鎖算法與volatile關(guān)鍵字：無鎖算法是一種基于硬件和JMM

特性的高性能鎖機(jī)制，它通過原子操作和CAS操作來實(shí)現(xiàn)對共享資源

的無鎖訪問。volatile關(guān)鍵字可以作為一種輕量級的鎖機(jī)制，它在

多線程環(huán)境下可以保證變量的可見性和有序性，但不能替代傳統(tǒng)的內(nèi)

置鎖。

Java并發(fā)包(java.util.concurrent)：為了簡化多線程編程，

JMM提供了Java并發(fā)包，其中包含了一系列高級的并發(fā)工具類，如

線程池、同步器、原子變量等。這些工具類提供了更高級別的抽象和

更好的性能，可以幫助開發(fā)者更容易地編寫高并發(fā)程序。

3.1線程概念及創(chuàng)建方式

在高并發(fā)編程中，線程是實(shí)現(xiàn)并發(fā)執(zhí)行的基本單位。一個(gè)進(jìn)程可

以包含多個(gè)線程，這些線程共享進(jìn)程的資源，如內(nèi)存、文件等。線程

的創(chuàng)建方式主要有兩種：繼承Thread類和實(shí)現(xiàn)Runnable接口。

繼承Thread類是創(chuàng)建線程的一種簡單方法。首先需要創(chuàng)建一個(gè)

類，該類繼承自Thread類，然后重寫run()方法。在nm()方法中編

寫線程要執(zhí)行的任務(wù)。最后創(chuàng)建該類的對象，并調(diào)用start。方法啟

動線程。

實(shí)現(xiàn)Runnable接口是另一種創(chuàng)建線程的方法。首先需要創(chuàng)建一

個(gè)類，該類實(shí)現(xiàn)Runnable接口，然后重寫run()方法。在run()方法

中編寫線程要執(zhí)行的任務(wù)。接著創(chuàng)建該類的對象，將對象作為參數(shù)傳

遞給Thread類的構(gòu)造函數(shù)，最后調(diào)用Thread類的start。方法啟動

線程。

在高并發(fā)編程中，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的線程創(chuàng)建方式。

繼承Thread類的方式簡單易用。但需要額外的操作。

3.2線程同步與通信機(jī)制

隨著多線程技術(shù)在軟件開發(fā)中的廣泛應(yīng)用，線程同步與通信機(jī)制

成為了高并發(fā)編程領(lǐng)域中的核心知識點(diǎn)。本章詳細(xì)探討了Java中的

線程同步機(jī)制，包括互斥鎖、條件變量、信號量等基本概念，并深入

解析了JDK中的相關(guān)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。本章還介紹了線程間的通信方式，如

阻塞隊(duì)列、管道等，幫助讀者深入理解多線程間的協(xié)作與協(xié)同。

在高并發(fā)環(huán)境下，多個(gè)線程同時(shí)對共享資源進(jìn)行操作可能導(dǎo)致數(shù)

據(jù)不一致的問題，因此需要一種機(jī)制來保證線程之間的有序訪問和協(xié)

同工作。Java提供了豐富的線程同步機(jī)制，以確保多線程并發(fā)時(shí)的

數(shù)據(jù)安全性。

互斥鎖是線程同步中最基本的機(jī)制之一，當(dāng)一個(gè)線程持有鎖時(shí)，

其他試圖獲取鎖的線程將被阻塞，直到持有鎖的線程釋放鎖。Java

中的synchronized關(guān)鍵字和ReentrantLock類是實(shí)現(xiàn)互斥鎖的常見

方式。

條件變量允許線程等待某個(gè)條件成立后再繼續(xù)執(zhí)行。Java中的

Condition接口和Object類的waitAll()方法提供了條件變量的實(shí)現(xiàn)。

這些方法和接口可以用來實(shí)現(xiàn)線程間的喚醒和等待操作，從而有效地

解決多線程之間的協(xié)同問題。

信號量是一種計(jì)數(shù)器，可以用來控制對共享資源的訪問權(quán)限。

Java中的Semaphore類實(shí)現(xiàn)了信號量的功能，允許我們在多線程環(huán)

境下限制對特定資源的訪問數(shù)量。信號量在多線程同步和調(diào)節(jié)流量方

面有著廣泛的應(yīng)用。

除了線程同步機(jī)制外，線程間的通信也是高并發(fā)編程中的重要環(huán)

節(jié)。Java提供了多種線程通信機(jī)制，如阻塞隊(duì)列、管道等。阻塞隊(duì)

列是一種特殊的隊(duì)列，當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，從隊(duì)列中獲取元素的線程會被

阻塞；當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，向隊(duì)列中添加元素的線程會被阻塞。這種機(jī)制可

以有效地解決多線程間的數(shù)據(jù)傳遞問題，管道（Pipes）也是一種常

用的線程間通信方式，它允許不同線程之間進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作。

JDK中提供了豐富的工具類和接口來實(shí)現(xiàn)線程同步和通信機(jī)制口

java.util,concurrent包中的Lock接口及其實(shí)現(xiàn)類、

java.util,concurrent.BlockingQ接口及其實(shí)現(xiàn)類等。這些工具和

接口為開發(fā)者提供了便捷的方式來處理多線程并發(fā)問題，提高了開發(fā)

效率和代碼質(zhì)量。

本章詳細(xì)介紹了Java中的線程同步與通信機(jī)制，包括互斥鎖、

條件變量、信號量等基本概念以及JDK中的相關(guān)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。還介紹了

線程間的通信方式，如阻塞隊(duì)列、管道等。通過學(xué)習(xí)和理解這些機(jī)制,

讀者可以更好地掌握高并發(fā)編程中的線程管理技巧，提高軟件系統(tǒng)的

性能和穩(wěn)定性。

3.3線程池技術(shù)與優(yōu)化策略

在《深入理解高并發(fā)編程：JDK核心技術(shù)》線程池技術(shù)是高并發(fā)

編程中至關(guān)重要的一部分。線程池是一種管理線程的工具，它能夠復(fù)

用已創(chuàng)建的線程，減少線程創(chuàng)建和銷毀的開銷，從而提高系統(tǒng)的性能。

線程池的核心概念包括線程池管理器、工作線程和工作隊(duì)列。線

程池管理器負(fù)責(zé)維護(hù)線程池的狀態(tài)，包括線程池的創(chuàng)建、銷毀、線程

的分配和回收等。工作線程是執(zhí)行任務(wù)的實(shí)際線程，它們從工作隊(duì)列

中獲取任務(wù)并執(zhí)行。工作隊(duì)列是一個(gè)先進(jìn)先出(FIFO)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，

用于存儲待處理的任務(wù)。

根據(jù)任務(wù)特性選擇合適的線程池大小：線程池的大小取決于任務(wù)

的特性。如果任務(wù)是CPU密集型，那么線程池的大小應(yīng)該接近于CPU

的核心數(shù)；如果任務(wù)是10密集型，那么線程池的大小可以適當(dāng)大于

CPU的核心數(shù)，以便在等待1。操作時(shí)執(zhí)行其他任務(wù)。還需要考慮線

程間的通信和同步開銷，以及內(nèi)存占用等因素。

調(diào)整工作隊(duì)列的類型和容量：工作隊(duì)列的類型和容量也會影響線

程池的性能。優(yōu)先使用有界工作隊(duì)列，如AirrayBlockingQ或

LinkedBlockingQ,以避免大量任務(wù)堆積導(dǎo)致線程池膨脹?？梢愿鶕?jù)

實(shí)際情況調(diào)整隊(duì)列的容量，以平衡吞吐量和延遲。

啟動快速失敗的線程池：JDK提供了四種不同類型的線程池，分

別是newCachedThreadPool>newFixedThreadPool

newSingleThreadExecutor和newScheduledThreadPool。其中，適合

在需要確保任務(wù)順序執(zhí)行或定時(shí)執(zhí)行的情況下使用。

使用線程池執(zhí)行異步任務(wù)：除了使用線程池處理并發(fā)任務(wù)外，還

可以使用線程池來執(zhí)行異步任務(wù)。通過將異步任務(wù)提交到線程池中，

可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)的并行處理和結(jié)果的并發(fā)獲取，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)速

度和吞吐量。

在高并發(fā)編程中，合理地使用線程池技術(shù)和優(yōu)化策略可以提高系

統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。通過選擇合適的線程池大小、調(diào)整工作隊(duì)列的類

型和容量、啟動快速失敗的線程池以及使用線程池執(zhí)行異步任務(wù)等方

法，可以有效地應(yīng)對高并發(fā)場景下的挑戰(zhàn)。

4.第四章

本章主要介紹了高并發(fā)編程中的線程池技術(shù)，線程池是一種管理

線程的機(jī)制，它可以有效地控制線程的數(shù)量，避免因?yàn)榫€程數(shù)量過多

而導(dǎo)致系統(tǒng)資源耗盡。線程池的核心組件包括任務(wù)隊(duì)列、工作線程和

拒絕策略。

我們學(xué)習(xí)了任務(wù)隊(duì)列，任務(wù)隊(duì)列是線程池中用于存儲待執(zhí)行任務(wù)

的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Java提供了多種任務(wù)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)，如ArrayBlockingQ>

LinkedBlockingQ、SynchronousQ等。不同的任務(wù)隊(duì)列適用于不同的

場景，我們需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的任務(wù)隊(duì)列。

我們討論了工作線程，工作線程是線程池中的線程實(shí)體，它們負(fù)

責(zé)從任務(wù)隊(duì)列中取出任務(wù)并執(zhí)行。Java提供了Thread類及其子類來

表示工作線程，但在高并發(fā)編程中，直接使用Thread類可能會導(dǎo)致

性能問題。因此。ScheduledThreadPoolExecutor等），這些接口和實(shí)

現(xiàn)類提供了更高效的線程管理和調(diào)度功能。

我們學(xué)習(xí)了拒絕策略，當(dāng)任務(wù)隊(duì)列已滿且無法創(chuàng)建新的工作線程

時(shí)，線程池需要采取一定的措施來處理新混交的任務(wù)。Java提供了

四種拒絕策略：AbortPolicy（默認(rèn)策略，直接拋出

RejectedExecutionException異常）,CallerRunsPolicy（將任務(wù)交

給調(diào)用者所在的線程執(zhí)行）、DiscardOldestPolicy（丟棄隊(duì)列中最舊

的任務(wù)，然后嘗試重新提交新任務(wù)）和DiscardPolicy（直接丟棄新任

務(wù)）。我們在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體需求選擇合適的拒絕策略。

通過本章的學(xué)習(xí)，我們了解了線程池的基本概念、核心組件以及

如何使用JDK提供的接口和實(shí)現(xiàn)類進(jìn)行線程池的管理和調(diào)度。這對于

我們深入理解高并發(fā)編程具有重要意義。

4.1Java并發(fā)框架概述

通過閱讀這一章節(jié)，我了解了Java并發(fā)框架在現(xiàn)代高并發(fā)編程

中的重要作用。在掌握這一關(guān)鍵知識點(diǎn)的過程中，我對Java并發(fā)框

架的核心思想、主要功能以及應(yīng)用場景有了更為深入的理解。下面是

我對“Java并發(fā)框架概述”這一部分的記錄。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，高并發(fā)編程逐漸成為當(dāng)今軟件開發(fā)

領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)。在此背景下，Java并發(fā)框架顯得尤為重要。它為

開發(fā)者提供了豐富的并發(fā)編程工具，簡化了多線程編程的復(fù)雜性，提

高了代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。通過Java并發(fā)框架，開發(fā)者可以

更加高效地處理高并發(fā)場景，提高系統(tǒng)的整體性能和響應(yīng)速度。

Java并發(fā)框架的核心思想是提供一系列工具和機(jī)制，以幫助開

發(fā)者進(jìn)行高效的并發(fā)編程。其中主要包括線程管理、同步控制、線程

池管理、異步編程等關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)可以有效地解決多線程編程

中的常見問題，如線程間的數(shù)據(jù)競爭、死鎖等問題。Java并發(fā)框架

還注重提供易于使用、易于理解的API,以降低并發(fā)編程的難度c

Java并發(fā)框架提供了多種功能，以滿足不同場景下的需求。主

要功能包括：

線程管理二提供線程創(chuàng)建、管理.、監(jiān)控等功能，使開發(fā)者能夠更

加靈活地控制和管理線程。

同步控制：提供多種同步機(jī)制，如鎖、信號量等，以保證多線程

間的數(shù)據(jù)安全和一致性。

線程池管理：提供線程池的實(shí)現(xiàn)和管理功能，以提高系統(tǒng)的并發(fā)

性能和響應(yīng)速度。

異步編程：支持異步編程模型，使開發(fā)者能夠更高效地處理高并

發(fā)場景下的任務(wù)調(diào)度和響應(yīng)。

Java并發(fā)框架廣泛應(yīng)用于各種需要處理高并發(fā)的場景，如Web

應(yīng)用、大數(shù)據(jù)處理、分布式系統(tǒng)等。在這些場景中，Java并發(fā)框架

可以幫助開發(fā)者實(shí)現(xiàn)高性能、高并發(fā)的系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可

擴(kuò)展性。Java并發(fā)框架還支持各種主流的編程模型，如反應(yīng)式編程、

函數(shù)式編程等，為開發(fā)者提供了更為靈活的開發(fā)方式。

通過深入了解Java并發(fā)框架，我們可以更好地應(yīng)對高并發(fā)編程

的挑戰(zhàn)。在實(shí)際開發(fā)中，我們需要根據(jù)具體場景選擇合適的并發(fā)編程

技術(shù)和工具，以提高系統(tǒng)的性能和響應(yīng)速度。我們還需要不斷學(xué)習(xí)和

掌握J(rèn)ava并發(fā)框架的最新技術(shù)和趨勢，以適應(yīng)不斷變化的市場需求

和技術(shù)發(fā)展。

4.2并發(fā)容器與并發(fā)集合類

在Java并發(fā)編程中，容器和集合類是不可或缺的工具。它們提

供了線程安全的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得在多線程環(huán)境下對數(shù)據(jù)的操作變得更

加可靠和安全。

Java并發(fā)包(java.util,concurrent)提供了一系列并發(fā)容器，

它們都是線程安全的，可以在多線程環(huán)境中安全地使用。這些容器包

括：

ConcurrentHashMap：一個(gè)高性能的、基于哈希表的并發(fā)映射表,

它允許多個(gè)線程同時(shí)讀寫，并提供了更高的并發(fā)性能。

CopyOnWriteArrayList：一個(gè)線程安全的列表，它的底層實(shí)現(xiàn)是

基于數(shù)組的，但在修改元素時(shí)會復(fù)制整個(gè)數(shù)組，因此在讀取時(shí)不需要

加鎖,但寫入時(shí)會鎖定整個(gè)數(shù)組,適用于讀操作遠(yuǎn)多于寫操作的場景。

ConcurrentLinkedQ：一個(gè)基于鏈接節(jié)點(diǎn)的、線程安全的隊(duì)列，

它采用了高效的非阻塞算法，使得在多線程環(huán)境下能夠保持良好的性

能。

ConcurrentSkipListMap：一個(gè)基于跳表結(jié)構(gòu)的并發(fā)映射表，它

提供了快速的查找、插入和刪除操作，并且支持有序鍵值對。

這些并發(fā)容器都提供了比傳統(tǒng)的同步容器更高的并發(fā)性能，因?yàn)?/p>

它們內(nèi)部采用了特殊的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化多線程環(huán)境下的數(shù)據(jù)

操作。

除了并發(fā)容器外，Java并發(fā)包還提供了一系列并發(fā)集合類，它

們也是線程安全的，可以在多線程環(huán)境中安全地使用。這些集合類包

括:

ConcurrentllashMap.KeySetViewK,V：鍵集合視圖，它提供了一

個(gè)并發(fā)的鍵集合視圖，可以用于迭代鍵集合。

ConcurrentHashMap.ValueSetViewK,V：值集合視圖，它提供了

一個(gè)并發(fā)的值集合視圖，可以用于迭代值集合。

ConcurrentLinkedQ：一個(gè)線程安全的隊(duì)列，它采用了高效的非

阻塞算法，使得在多線程環(huán)境下能夠保持良好的性能。

ConcurrentSkipListMap：一個(gè)基于跳表結(jié)構(gòu)的并發(fā)映射表，它

提供了快速的查找、插入和刪除操作，并且支持有序鍵值對。

這些并發(fā)集合類都提供了比傳統(tǒng)的同步集合更高的并發(fā)性能，因

為它們內(nèi)部采用了特殊的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化多線程環(huán)境下的數(shù)

據(jù)操作。

在Java并發(fā)編程中，使用并發(fā)容器和并發(fā)集合類可以大大提高

程序的性能和可靠性，避免多線程環(huán)境下的數(shù)據(jù)競爭和不一致問即。

4.3鎖與同步器工具

我們將學(xué)習(xí)Java并發(fā)編程中的鎖機(jī)制以及如何使用同步器工具

來簡化鎖的使用。我們需要了解什么是鎖，在多線程環(huán)境下，當(dāng)多個(gè)

線程需要訪問共享資源時(shí)，為了避免數(shù)據(jù)不一致的問題，我們需要對

共享資源進(jìn)行加鎖和解鎖操作。鎖可以確保在同一時(shí)刻只有一個(gè)線程

能夠訪問共享資源，從而保證數(shù)據(jù)的一致性。

Java提供了兩種類型的鎖：內(nèi)置鎖(synchronized)和顯式鉞

(ReentrantLock)o內(nèi)置鎖是Java對象級別的鎖，它可以自動管理鎖

的獲取和釋放。而顯式鎖則是通過java.util,concurrent,locks包

中的接口和類來實(shí)現(xiàn)的，它提供了更多的靈活性和控制能力。

我們將學(xué)習(xí)如何使用同步器工具來簡化鎖的使用。Java提供了

一些內(nèi)置的同步器工具，如CountDownLatch>Semaphore和

CyclicBarrier等。這些同步器工具可以幫助我們在不同的場景下更

高效地實(shí)現(xiàn)線程間的協(xié)作。

CountDownLatch是一個(gè)允許一個(gè)或多個(gè)線程等待其他線程完成

操作的同步器。它的主要方法有兩個(gè)：counlDown()和await()。

countDownO方法用于減少計(jì)數(shù)器的值，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值變?yōu)?時(shí)，等

待的線程將被喚醒。await()方法用于阻塞當(dāng)前線程，直到計(jì)數(shù)器的

值變?yōu)镺o

CountDownLatch.await();主線程等待其他子線程完成任務(wù)

System,out.printin(所有子線程任務(wù)完成，主線程繼續(xù)執(zhí)行)；

Semaphore是一個(gè)計(jì)數(shù)信號量，它允許一組線程中的某些線程一

次進(jìn)入，其他線程則需要等待。Semaphore的主要方法有兩個(gè)：

acquire。和release。。acquire。方法用于請求獲取許可,如果許

可數(shù)大于0,則返回true并減少許可數(shù)；否則返回false并阻塞當(dāng)前

線程。release。方法用于釋放許可，增加許可數(shù)。

System.out.printin(Thread.currenrThread().getName()+正

在執(zhí)行任務(wù))；

CyclicBarrier是一個(gè)同步輔助工具，它允許一組線程相互等待,

直到所有線程都準(zhǔn)備就緒后才繼續(xù)執(zhí)行。CyclicBarrier的主要方法

有兩個(gè)：prepare。和await()。prepare()方法用于標(biāo)記所有線程已

準(zhǔn)備好，await()方法用于阻塞當(dāng)前線程，直到所有線程都調(diào)用了

await()方法。

ExecutorServiceexecutorService

Executors.newFixedThreadPool;創(chuàng)建固定大小的線程池，包含5個(gè)

線程。準(zhǔn)備就緒的線程數(shù)達(dá)到parties時(shí)才會繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)代碼塊中

的邏輯，即調(diào)用await()方法讓當(dāng)前線程等待其他線程一起執(zhí)行完后

再繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼塊中的邏輯。注意這里的prepare。方法只會

被調(diào)用一次，注意這里的await()方法只會被調(diào)用一次哦

System,out.printin(所有線程任務(wù)完成，主線程繼續(xù)執(zhí)行)；這里只

是簡單地打印出每個(gè)線程的序號而已，實(shí)際上這里應(yīng)該執(zhí)行一些實(shí)際

的任務(wù)。注意這里的await()方法只會被調(diào)用一次哦System,exit;

所有線程任務(wù)完成后，主線程退出程序。

5.第五章

本章主要探討了Java內(nèi)存模型與并發(fā)機(jī)制，介紹了Java的內(nèi)存

結(jié)構(gòu)、線程同步原理以及高并發(fā)環(huán)境下常見的并發(fā)問題和解決方案。

內(nèi)容涉及Java的內(nèi)存劃分、JVM的內(nèi)存管理策略、線程同步與通信

機(jī)制以及常見的并發(fā)工具和類庫。作者通過深入解析Java中的

synchronized和volatile關(guān)鍵字等，對高并發(fā)編程的核心理念有了

更加清晰的解讀。本書這一章節(jié)的學(xué)習(xí)對于理解Java在高并發(fā)環(huán)境

下的性能優(yōu)化和并發(fā)控制至關(guān)重要。

Java內(nèi)存模型(JavaMemoryModel)概述:詳細(xì)介紹了Java

的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，包括堆內(nèi)存、棧內(nèi)存和程序計(jì)數(shù)器等，讓讀者了解Java

程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存分配情況。還深入探討了JVM的內(nèi)存管理策略，包

括垃圾回收機(jī)制等。

線程同步與通信機(jī)制：講解了多線程環(huán)境下的線程同步問題及其

解決方案，包括synchronized關(guān)鍵字的使用場景和原理，以及Java

中的鎖機(jī)制等。同時(shí)介紹了線程間的通信方式，如wait和notify等

機(jī)制。

并發(fā)工具與類庫：介紹了Java中常兀的并發(fā)工具和類庫，如線

程池(ThreadPool)>Concurrent包中的類(如線程安全集合等)、

Atomic包中的原子類等，以及ThreadLocal和ThreadLocalMap的原

理和使用方法。這些工具和類庫對于解決高并發(fā)環(huán)境下的常見問題非

常有幫助。

并發(fā)編程中的常見問題及解決方案：詳細(xì)分析了在高并發(fā)環(huán)境下

可能出現(xiàn)的并發(fā)問題，如競態(tài)條件(RaceCondition),死鎖

(Deadlock)、性能下降等。通過豐富的案例分析，提供了實(shí)用的解

決方案和建議。這些問題的解決對于提高程序的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重

要。

在閱讀本章過程中，我對Java內(nèi)存模型和線程同步機(jī)制有了更

深入的理解。我也意識到在高并發(fā)環(huán)境下編程的復(fù)雜性及其重要性，

通過學(xué)習(xí)和實(shí)踐這些技術(shù)，我可以更好地應(yīng)對實(shí)際項(xiàng)R中遇到的并發(fā)

問題。在閱讀過程中，我遇到了一些問題，通過閱讀其他章節(jié)、查閱

相關(guān)資料以及參考書中的例子逐漸解決。通過不斷地學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我

對Java在高并發(fā)環(huán)境下的性能優(yōu)化和并發(fā)控制有了更深刻的認(rèn)識。

我也意識到在實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)用這些知識的重要性，為了更好地掌握這

些知識，我會繼續(xù)深入研究相關(guān)技術(shù)并嘗求將其應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中。

我還計(jì)劃通過閱讀更多相關(guān)書籍和文章來擴(kuò)展我的知識視野并提高

我的技術(shù)水平。《深入埋解高并發(fā)編程：」DK核心技術(shù)》第五章的學(xué)

習(xí)讓我受益匪淺，為我未來的編程之路提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和啟示。

5.1并發(fā)編程中的常見問題及解決方案

死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)線程在執(zhí)行過程中，因爭奪資源而造成的一

種互相等待的現(xiàn)象，若無外力作用，它們都將無法繼續(xù)執(zhí)行下去。

資源分級：按照資源的優(yōu)先級進(jìn)行分配，確保高優(yōu)先級的資源先

被使用。

使用tryLock()方法:通過嘗試獲取鎖的方式來避免長時(shí)間等待。

使用超時(shí)機(jī)制：設(shè)置等待時(shí)間，如果超過這個(gè)時(shí)間還未獲取到鎖,

則放棄當(dāng)前操作。

使用死鎖檢測工具：例如Java自帶的工具，可以檢測并解決死

鎖問題。

使用資源預(yù)分配：在需要使用資源的時(shí)候再分配，避免線程一開

始就處于饑餓狀態(tài)。

使用公平策略：按照線程請求資源的順序進(jìn)行分配，確保每個(gè)線

程都能按照順序獲得所需資源。

使用資源池：將資源放入池中，多個(gè)線程共享同一個(gè)資源池，減

少了資源的競爭。

當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中有大量的線程時(shí)，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，因?yàn)?/p>

線程的創(chuàng)建和銷毀都需要消耗資源。

啟動前綴：對于那些短時(shí)間內(nèi)不會執(zhí)行的線程，可以使用啟動前

綴來延遲其啟動。

線程池：使用線程池來管理線程，線程池可以根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載情

況動態(tài)調(diào)整線程的數(shù)量。

限制線程并發(fā)數(shù)：通過設(shè)置最大線程數(shù)來控制并發(fā)線程的數(shù)量，

避免過多的線程導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。

5.2并發(fā)編程中的性能優(yōu)化技巧

在并發(fā)編程中，性能優(yōu)化是一個(gè)核心議題。提高并發(fā)系統(tǒng)的性能

不僅能提升用戶體驗(yàn)，還能有效減少資源消耗，提高系統(tǒng)的整體吞吐

能力。本節(jié)將深入探討在并發(fā)編程中常用的性能優(yōu)化技巧。

在并發(fā)應(yīng)用中，要避免不必要的阻塞和等待，因?yàn)檫@會嚴(yán)重影響

系統(tǒng)的整體性能。通過合理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，可以有效地減少線

程間的等待和阻塞。利用非阻塞算法和異步處理也能顯著提高性能。

緩存是優(yōu)化并發(fā)系統(tǒng)性能的重要手段之一，合理設(shè)計(jì)緩存策略，

如LRU（最近最少使用）算法，可以有效提高數(shù)據(jù)訪問速度，減少系

統(tǒng)延遲。還需要關(guān)注緩存同步問題，避免因緩存不一致導(dǎo)致的錯(cuò)誤。

通過合理拆分任務(wù)并將其并行化，可以顯著提高系統(tǒng)的處理能力。

并行計(jì)算可以有效地利用多核處理器資源，提高CPU的利用率。但需

要注意任務(wù)間的依賴關(guān)系以及并行化帶來的線程同步開銷。

線程池管理是并發(fā)編程中的重要環(huán)節(jié)，合理設(shè)置線程池大小，根

據(jù)系統(tǒng)資源和任務(wù)特性進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和吞

吐量。還需要關(guān)注線程池的初始化和銷毀開銷，避免不必要的資源浪

費(fèi)。

選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法對并發(fā)系統(tǒng)的性能至關(guān)重要，在并發(fā)

環(huán)境下，需要考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的并發(fā)訪問特性以及算法的復(fù)雜度。利用

高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可以減少線程間的競爭和沖突，提高系統(tǒng)的整

體性能。

Java的內(nèi)存模型和指令重排特性為并發(fā)編程提供了優(yōu)化的空間。

深入了解Java的內(nèi)存模型，合理利用volatile關(guān)鍵字和

synchronized塊，可以有效地保證內(nèi)存可見性和有序性。通過合理

的指令重排優(yōu)化，可以減少不必要的開銷，提高系統(tǒng)的性能。

在進(jìn)行并發(fā)編程的性能優(yōu)化時(shí)，需要結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際需求和特點(diǎn),

綜合運(yùn)用各種優(yōu)化技巧。還需要關(guān)注新技術(shù)和新方法的發(fā)展，不斷更

新和優(yōu)化自己的知識體系，以適應(yīng)不斷變化的技術(shù)環(huán)境。

5.3實(shí)戰(zhàn)案例分析與實(shí)現(xiàn)

在《深入理解高并發(fā)編程：JDK核心技術(shù)》實(shí)戰(zhàn)案例分析與實(shí)現(xiàn)

主要通過一系列實(shí)戰(zhàn)案例來分析并實(shí)現(xiàn)高并發(fā)編程中的關(guān)鍵問題。這

些案例涵蓋了緩存、多線程、鎖、JVM優(yōu)化等多個(gè)方面，旨在幫助讀

者更好地理解和應(yīng)用書中的理論知識o

在緩存擊穿、雪崩與穿透這一節(jié)中，作者通過一個(gè)實(shí)際的緩存系

統(tǒng)案例，詳細(xì)分析了緩存擊穿、雪崩和穿透三種常見的問題。通過這

個(gè)案例，讀者可以了解到緩存的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，以及如何避免這些

問題帶來的性能影響。

在多線程與鎖這一節(jié)中，作者通過一個(gè)多線程下載文件的案例，

展示了多線程編程中鎖的使用和優(yōu)化。這個(gè)案例幫助讀者理解了不同

類型的鎖的特點(diǎn)和使用場景，以及如何在多線程環(huán)境下保證數(shù)據(jù)的一

致性和性能。

在5JVM優(yōu)化這一節(jié)中，作者通過一個(gè)實(shí)際的Web服務(wù)器案例，

展示了JVM調(diào)優(yōu)的方法和技巧。這個(gè)案例幫助讀者理解了JVM內(nèi)存模

型、垃圾回收機(jī)制等知識，以及如何通過調(diào)整JVM參數(shù)來提高系統(tǒng)的

性能。

《深入理解高并發(fā)編程：JDK核心技術(shù)》這本書的實(shí)戰(zhàn)案例分析

與實(shí)現(xiàn)部分通過豐富的案例分析，使讀者能夠更深入地理解高并發(fā)編

程中的各種問題和解決方案。這些案例不僅具有理論價(jià)值，還具有實(shí)

際操作性，可以幫助讀者在實(shí)際項(xiàng)目中更好地應(yīng)用所學(xué)知識，提高系

統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

.第八草

第六章主要介紹了Java內(nèi)存模型(JavaMemoryModel,簡稱

JMM)以及JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)，幫助開發(fā)者更好地理解和優(yōu)化多線程程序

的性能。

Java內(nèi)存模型概述：JMM定義了線程和線程之間共享變量的內(nèi)存

可見性以及操作的原子性等問題，是Java程序員必須掌握的核心概

念。

內(nèi)存屏障與happensbefore關(guān)系：介紹了內(nèi)存屏障(Memory

Barrier)和happensbefore關(guān)系，解釋了指令重排序、happensbefore

原則以及volatile關(guān)鍵字的使用。

線程共享變量可見性問題：討論了線程之間共享變量的可見性問

題，指出了不同級別緩存對內(nèi)存屏障的影響，并提出了使用volatile

關(guān)鍵字保證內(nèi)存可見性的方法。

數(shù)據(jù)依賴性：分析了數(shù)據(jù)依賴性問題，探討了如何通過

happensbefore原則解決數(shù)據(jù)依賴性帶來的問題。

JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)：描述了JVM的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，包括堆、棧、方法區(qū)等,

并解釋了不同區(qū)域的作用和特點(diǎn)。

垃圾回收與內(nèi)存管理：簡要介紹了JVM的垃圾回收機(jī)制，包括標(biāo)

記清除、復(fù)制算法、分代收集等，并討論了內(nèi)存泄漏的原因和解決方

法。

性能調(diào)優(yōu)建議：提供了一些性能調(diào)優(yōu)的建議，如減少同步操作、

使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法、調(diào)整JVM參數(shù)等，以提高程序的性能。

總結(jié)了本章的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)了JMM的重要性以及如何通過理解

JMM來優(yōu)化多線程程序的性能。

6.1JVM性能監(jiān)控與診斷工具

在深入研究高并發(fā)編程的過程中，了解和掌握J(rèn)VM（Java虛擬機(jī)）

的性能監(jiān)控與診斷工具是至關(guān)重要的。這些工具不僅可以幫助我們實(shí)

時(shí)監(jiān)控Java應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)，還可以在出現(xiàn)問題時(shí)提供詳細(xì)的

診斷信息，從而幫助我們快速定位并解決問題。

jconsole是JDK自帶的一個(gè)圖形化監(jiān)控工具，它可以對Java應(yīng)

用程序的CPU、內(nèi)存、線程和類等進(jìn)行監(jiān)控和分析。通過jconsole,

我們可以直觀地查看應(yīng)用程序的運(yùn)行情況，包括CPU使用率、內(nèi)存占

用率、線程數(shù)等關(guān)鍵指標(biāo)。jconsole還提供了豐富的圖形化界面，

使得數(shù)據(jù)的展示和分析更加直觀易懂。

在使用jconsole進(jìn)行性能監(jiān)控時(shí)，我們可以設(shè)置各種監(jiān)控閾值，

當(dāng)某些指標(biāo)超過預(yù)設(shè)值時(shí)，jconsole會及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒我們注

意性能問題。jconsole還支持導(dǎo)出監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，方便我們將數(shù)據(jù)分享

給團(tuán)隊(duì)成員或進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

jvisualvm是JDK自帶的一個(gè)多合一，性能分析工具，它集成了

jconsole、jsta