如何才能够系统地学习Java并发技术？，
如何才能够系统地学习Java并发技术？，
Java并发编程一直是Java程序员必须懂但又是很难懂的技术内容。
这里不仅仅是指使用简单的多线程编程，或者使用juc的某个类。当然这些都是并发编程的基本知识，除了使用这些工具以外，Java并发编程中涉及到的技术原理十分丰富。为了更好地把并发知识形成一个体系，也鉴于本人目前也没有能力写出这类文章，于是参考几位并发编程方面专家的博客和书籍，做一个简单的整理。
首先说一下我学习Java并发编程的一些方法吧。大概分为这几步：
1、先学会最基础的Java多线程编程，Thread类的使用，线程通信的一些方法等等。这部分内容需要多写一些demo去实践。
2、接下来可以去使用一些JUC的API，比如concurrenthashmap，并发工具类，原子数据类型等工具，在学习这部分内容的时候，你可以搭配一些介绍并发编程的书籍和博客一起看，书籍我当时看的是《Java并发编程艺术》，我觉得略好于《Java并发编程实践》。
我这个专栏里也整合了一些比较好的博客，所以大家可以不妨先看看。
3、接下来就要阅读源码了，读源码部分最主要的就是读JUC包的源码，比如concurrenthashmap，阻塞队列，线程池等等，当然，这些源码自己读起来会比较痛苦，所以建议跟着博客走。
4、走到这一步，你已经理解了Java并发编程原理，并且可以熟练使用JUC，应付面试已经足够了，剩下的事情就是真正把这些东西用到项目中去，我当时在网易实习的时候就用到了JUC的一些内容，不得不说还是挺有意思的。
下面先介绍一下Java并发编程的一些主要内容，我把它分六个部分，大家可以参考这几个部分的内容分别进行学习。
一：并发基础和多线程
首先需要学习的就是并发的基础知识，什么是并发，为什么要并发，多线程的概念，线程安全的概念等。
然后学会使用Java中的Thread或是其他线程实现方法，了解线程的状态转换，线程的方法，线程的通信方式等。
二：JMM内存模型
任何语言最终都是运行在处理器上，JVM虚拟机为了给开发者一个一致的编程内存模型，需要制定一套规则，这套规则可以在不同架构的机器上有不同实现，并且向上为程序员提供统一的JMM内存模型。
所以了解JMM内存模型也是了解Java并发原理的一个重点，其中了解指令重排，内存屏障，以及可见性原理尤为重要。
JMM只保证happens-before和as-if-serial规则，所以在多线程并发时，可能出现原子性，可见性以及有序性这三大问题。
下面的内容则会讲述Java是如何解决这三大问题的。
三：synchronized，volatile，final等关键字
对于并发的三大问题，volatile可以保证可见性，synchronized三种特性都可以保证。
synchronized是基于操作系统的mutex lock指令实现的，volatile和final则是根据JMM实现其内存语义。
此处还要了解CAS操作，它不仅提供了类似volatile的内存语义，并且保证操作原子性，因为它是由硬件实现的。
JUC中的Lock底层就是使用volatile加上CAS的方式实现的。synchronized也会尝试用cas操作来优化器重量级锁。
了解这些关键字是很有必要的。
四：JUC包
在了解完上述内容以后，就可以看看JUC的内容了。
JUC提供了包括Lock，原子操作类，线程池，同步容器，工具类等内容。
这些类的基础都是AQS，所以了解AQS的原理是很重要的。
除此之外，还可以了解一下Fork/Join，以及JUC的常用场景，比如生产者消费者，阻塞队列，以及读写容器等。
五：实践
上述这些内容，除了JMM部分的内容比较不好实现之外，像是多线程基本使用，JUC的使用都可以在代码实践中更好地理解其原理。多尝试一些场景，或者在网上找一些比较经典的并发场景，或者参考别人的例子，在实践中加深理解，还是很有必要的。
六：补充
由于很多Java新手可能对并发编程没什么概念，在这里放一张不错的思维导图，该图简要地提几个并发编程中比要重要的点，也是比较基本的点，在大致了解了这些基础内容以后，才能更好地开展后面详细内容的学习。
上面讲到了学习路线，建议大家先跟着这个路线去看一看本专栏的一些博客，然后再来看下面这部分内容，因为下面的内容是我基于本专栏所有博客进行归纳和总结的，主要是方便记忆和复习，也可以让你把知识点重新过一遍，如果你觉得我的总结不够好，你也可以自己做总结，这也是一种不错的学习方法，话不多少，咱们接着往下看。
这篇总结主要是基于我Java并发技术系列的文章而形成的的。主要是把重要的知识点用自己的话说了一遍，可能会有一些错误，还望见谅和指点。谢谢
更多详细内容可以查看我的专栏文章：Java并发技术指南
https://blog.csdn.net/column/details/21961.html
线程安全
互斥和同步
JMM内存模型
as-if-Serial，happens-before
volatile
synchronized和锁优化
CAS操作
Lock类
AQS
一：独占锁
独占锁的state只有0和1两种情况（如果是可重入锁也可以把state一直往上加，这里不讨论），state = 1时说明已经有线程争用到锁。线程获取锁时一般是通过aqs的lock方法，如果state为0，首先尝试cas修改state=1，成功返回，失败时则加入阻塞队列。 非公共锁使用时，线程节点加入阻塞队列时依然会尝试cas获取锁，最后如果还是失败再老老实实阻塞在队列中。
独占锁还可以分为公平锁和非公平锁，公平锁要求锁节点依据顺序加入阻塞队列，通过判断前置节点的状态来改变后置节点的状态，比如前置节点获取锁后，释放锁时会通知后置节点。
非公平锁则不一定会按照队列的节点顺序来获取锁，如上面所说，会先尝试cas操作，失败再进入阻塞队列。
二：共享锁
共享锁的state状态可以是0到n。共享锁维护的阻塞队列和互斥锁不太一样，互斥锁的节点释放锁后只会通知后置节点，而共享锁获取锁后会通知所有的共享类型节点，让他们都来获取锁。共享锁用于countdownlatch工具类与cyliderbarrier等，可以很好地完成多线程的协调工作
锁Lock和Conditon
Lock 锁维护这两个内部类fairsync和unfairsync，都继承自aqs，重写了部分方法，实际上大部分方法还是aqs中的，Lock只是重新把AQS做了封装，让程序员更方便地使用Lock锁。
和Lock锁搭配使用的还有condition，由于Lock锁只维护着一个阻塞队列，有时候想分不同情况进行锁阻塞和锁通知怎么办，原来我们一般会使用多个锁对象，现在可以使用condition来完成这件事，比如线程A和线程B分别等待事件A和事件B，可以使用两个condition分别维护两个队列，A放在A队列，B放在B队列，由于Lock和condition是绑定使用的，当事件A触发，线程A被唤醒，此时他会加入Lock自己的CLH队列中进行锁争用，当然也分为公平锁和非公平锁两种，和上面的描述一样。
Lock和condtion的组合广泛用于JUC包中，比如生产者和消费者模型，再比如cyliderbarrier。
读写锁
读写锁也是Lock的一个子类，它在一个阻塞队列中同时存储读线程节点和写线程节点，读写锁采用state的高16位和低16位分别代表独占锁和共享锁的状态，如果共享锁的state > 0可以继续获取读锁，并且state-1，如果=0,则加入到阻塞队列中，写锁节点和独占锁的处理一样，因此一个队列中会有两种类型的节点，唤醒读锁节点时不会唤醒写锁节点，唤醒写锁节点时，则会唤醒后续的节点。
因此读写锁一般用于读多写少的场景，写锁可以降级为读锁，就是在获取到写锁的情况下可以再获取读锁。
并发工具类
1 countdownlatch
countdownlatch主要通过AQS的共享模式实现，初始时设置state为N，N是countdownlatch初始化使用的size，每当有一个线程执行countdown，则state-1，state = 0之前所有线程阻塞在队列中，当state=0时唤醒队头节点，队头节点依次通知所有共享类型的节点，唤醒这些线程并执行后面的代码。
2 cycliderbarrier
cycliderbarrier主要通过lock和condition结合实现，首先设置state为屏障等待的线程数，在某个节点设置一个屏障，所有线程运行到此处会阻塞等待，其实就是等待在一个condition的队列中，并且每当有一个线程到达，state -=1 则当所有线程到达时,state = 0，则唤醒condition队列的所有结点，去执行后面的代码。
3 samphere
samphere也是使用AQS的共享模式实现的，与countlatch大同小异，不再赘述。
4 exchanger
exchanger就比较复杂了。使用exchanger时会开辟一段空间用来让两个线程进行交互操作，这个空间一般是一个栈或队列，一个线程进来时先把数据放到这个格子里，然后阻塞等待其他线程跟他交换，如果另一个线程也进来了，就会读取这个数据，并把自己的数据放到对方线程的格子里，然后双双离开。当然使用栈和队列的交互是不同的，使用栈的话匹配的是最晚进来的一个线程，队列则相反。
原子数据类型
原子数据类型基本都是通过cas操作实现的，避免并发操作时出现的安全问题。
同步容器
同步容器主要就是concurrenthashmap了，在集合类中我已经讲了chm了，所以在这里简单带过，chm1.7通过分段锁来实现锁粗化，使用的死LLock锁，而1.8则改用synchronized和cas的结合，性能更好一些。
还有就是concurrentlinkedlist，ConcurrentSkipListMap与CopyOnWriteArrayList。
第一个链表也是通过cas和synchronized实现。
而concurrentskiplistmap则是一个跳表，跳表分为很多层，每层都是一个链表，每个节点可以有向下和向右两个指针，先通过向右指针进行索引，再通过向下指针细化搜索，这个的搜索效率是很高的，可以达到logn，并且它的实现难度也比较低。通过跳表存map就是把entry节点放在链表中了。查询时按照跳表的查询规则即可。
CopyOnWriteArrayList是一个写时复制链表，查询时不加锁，而修改时则会复制一个新list进行操作，然后再赋值给原list即可。 适合读多写少的场景。
阻塞队列
BlockingQueue 实现之 ArrayBlockingQueue
BlockingQueue 实现之 LinkedBlockingQueue
BlockingQueue 实现之 SynchronousQueue
BlockingQueue 实现之 PriorityBlockingQueue
PriorityBlockingQueue
DelayQueue
线程池
类图
首先看看executor接口，只提供一个run方法，而他的一个子接口executorservice则提供了更多方法，比如提交任务，结束线程池等。
然后抽象类abstractexecutorservice提供了更多的实现了，最后我们最常使用的类ThreadPoolExecutor就是继承它来的。
ThreadPoolExecutor可以传入多种参数来自定义实现线程池。
而我们也可以使用Executors中的工厂方法来实例化常用的线程池。
常用线程池
比如newFixedThreadPool
newSingleThreadExecutor newCachedThreadPool
newScheduledThreadPool等等，这些线程池即可以使用submit提交有返回结果的callable和futuretask任务，通过一个future来接收结果，或者通过callable中的回调函数call来回写执行结果。也可以用execute执行无返回值的runable任务。
在探讨这些线程池的区别之前，先看看线程池的几个核心概念。
1 任务队列：线程池中维护了一个任务队列，每当向线程池提交任务时，任务加入队列。
2 工作线程：也叫worker，从线程池中获取任务并执行，执行后被回收或者保留，因情况而定。
3 核心线程数和最大线程数，核心线程数是线程池需要保持存活的线程数量，以便接收任务，最大线程数是能创建的线程数上限。
4 newFixedThreadPool可以设置固定的核心线程数和最大线程数，一个任务进来以后，就会开启一个线程去执行，并且这部分线程不会被回收，当开启的线程达到核心线程数时，则把任务先放进任务队列。当任务队列已满时，才会继续开启线程去处理，如果线程总数打到最大线程数限制，任务队列又是满的时候，会执行对应的拒绝策略。
5 拒绝策略一般有几种常用的，比如丢弃任务，丢弃队尾任务，回退给调用者执行，或者抛出异常，也可以使用自定义的拒绝策略。
6 newSingleThreadExecutor是一个单线程执行的线程池，只会维护一个线程，他也有任务队列，当任务队列已满并且线程数已经是1个的时候，再提交任务就会执行拒绝策略。
7 newCachedThreadPool比较特别，第一个任务进来时会开启一个线程，而后如果线程还没执行完前面的任务又有新任务进来，就会再创建一个线程，这个线程池使用的是无容量的SynchronousQueue队列，要求请求线程和接受线程匹配时才会完成任务执行。 所以如果一直提交任务，而接受线程来不及处理的话，就会导致线程池不断创建线程，导致cpu消耗很大。
8 ScheduledThreadPoolExecutor内部使用的是delayqueue队列，内部是一个优先级队列priorityqueue，也就是一个堆。通过这个delayqueue可以知道线程调度的先后顺序和执行时间点。
Fork/Join框架
又称工作窃取线程池。
我们在大学算法课本上，学过的一种基本算法就是：分治。其基本思路就是：把一个大的任务分成若干个子任务，这些子任务分别计算，最后再Merge出最终结果。这个过程通常都会用到递归。
而Fork/Join其实就是一种利用多线程来实现“分治算法”的并行框架。
另外一方面，可以把Fori/Join看作一个单机版的Map/Reduce，只不过这里的并行不是多台机器并行计算，而是多个线程并行计算。
1 与ThreadPool的区别 通过上面例子，我们可以看出，它在使用上，和ThreadPool有共同的地方，也有区别点： （1） ThreadPool只有“外部任务”，也就是调用者放到队列里的任务。 ForkJoinPool有“外部任务”，还有“内部任务”，也就是任务自身在执行过程中，分裂出”子任务“，递归，再次放入队列。 （2）ForkJoinPool里面的任务通常有2类，RecusiveAction/RecusiveTask，这2个都是继承自FutureTask。在使用的时候，重写其compute算法。
2 工作窃取算法 上面提到，ForkJoinPool里有”外部任务“，也有“内部任务”。其中外部任务，是放在ForkJoinPool的全局队列里面，而每个Worker线程，也有一个自己的队列，用于存放内部任务。
3 窃取的基本思路就是：当worker自己的任务队列里面没有任务时，就去scan别的线程的队列，把别人的任务拿过来执行
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黄小斜是跨考软件工程的 985 硕士，自学 Java 两年，拿到了 BAT 等近十家大厂 offer，从技术小白成长为阿里工程师。
作者专注于 JAVA 后端技术栈，热衷于分享程序员干货、学习经验、求职心得和程序人生，目前黄小斜的CSDN博客有百万+访问量，知乎粉丝2W+，全网已有10W+读者。
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