并发编程学习策略

01 | 学好并发两步曲

1）跳出来，看全景
2）钻进去，看本质

02 | 跳出来，看全景

1、导读

1）从单一的知识和技术中“跳出来”，从全局看并发编程。
2）建立一张全景图，将并发编程抽象成三个核心问题：分工、同步、互斥。

2、分工

1）定义：所谓分工，类似于现实中一个组织完成一个项目，项目经理要拆分任务，安排合适的成员去完成。
2）并发领域里，分工很重要，它直接决定了并发程序的性能。
3）学习分工：最佳的方式就是和现实世界做对比。
例如生产者和消费者，可以分别类比大厨和服务员。

3、同步

1）定义：在并发编程领域里的同步，主要指线程间的协作，指一个线程执行完任务，如何通知执行后续任务的线程开工。
2）协作一般是和分工相关的，但很多场景需要自己来处理线程之间的协作。
例如：Executor、Fork/Join、Future 本质上都是分工方法，但同时也能解决线程协作的问题。
3）工作中的线程协作问题：当某个条件不满足时，线程需要等待，当某个条件满足时，线程需要被唤醒执行。
4） 在 Java 并发编程领域，解决协作问题的核心技术是管程，管程是一种解决并发问题的通用模型，可以解决线程协作和互斥问题。
5）管程是解决并发问题的万能钥匙。
6）学习同步：关键是理解管程模型，学好它可以解决所有问题。此外，了解并发包提供线程协作的工具类应用场景，可以提高工作效率。

4、互斥

1）定义：互斥指的是同一时刻，只允许一个线程访问共享变量。
2）区别：分工、同步主要强调的是性能，互斥强调的是正确性（线程安全）。
3）导致不确定性的源头：可见性问题、有序性问题和原子性问题。
4） Java语言引入内存模型，可以避免可见性、有序性问题，但不能完全解决线程安全问题。
5）解决线程安全问题的核心方案还是互斥，实现互斥的核心技术就是锁，锁解决了安全性问题，但同时也带来了性能问题。
6）保证安全同时改善性能问题可以考虑：分场景优化（例如 ReadWriteLock、StampedLock）、使用无锁的数据结构（例如原子类）、以及原理是不共享变量或者变量只读的其他方案（例如Thread Local 和 final 关键字、Copy-on-write 模式）
7）锁除了要注意性能问题外，还需要注意死锁问题。其中，可见性：cpu和缓存；原子性：操作系统；无锁算法：cpu缓存。

5、全景图的思维导图

03 | 钻进去，看本质

1、导读

1）光跳出来看全景还不够，还需要在某个问题上钻进去，深入理解，找到本质。

2、见解

1）工程上的解决方案，一定要有理论做基础。
2）通过探索，发现 Java 语言里的并发技术基本都是有理论基础的，技术的本质是背后的理论模型。

04 | 小结

1）学习并发要让自己的知识成体系，要挖掘Java SDK 并发包背后的设计理念。
2）通过对并发问题总结，勾勒出分工、同步、互斥的全景图，可以让自己快速建立解决并发问题的思路，梳理并发编程的知识，加深认识。
3）学习某个具体的技术，需要探索它背后的理论本质，理论的应用面更宽，一项优秀的理论往往在多个语言中都有体现，在多个不同领域都有应用。

05 | 思维导图

1、并发编程学习策略思维导图

参考文献：

[1]王宝令. Java并发编程实战[M]. 极客时间, 2019.