如何学习Java并发编程

作者简介：大家好，我是smart哥，前中兴通讯、美团架构师，现某互联网公司CTO

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2012年我刚转行到互联网，那年夏天我从传统通信行业跳槽到互联网行业。现在回忆起来，真的很感谢自己的决定，除了感谢自己还记得3件事：晴朗的天空、拥挤的地铁以及《一人之下》。

那是我成年后看的第一部国产动画片，可谓惊为天人。里面有所谓的八奇技，其中有一门绝技称为：术之尽头，炁体源流。虽然目前作者还没有揭开谜底，但从定义上来说，炁体源流大概有“追本溯源，回归本质”的含义。

为什么扯这些呢？

很多人学不好Java并发编程，恰恰是因为没有抓住本质。这一部分人学习Java并发编程时，往往都是东一榔头西一棒槌，今天看看Thread，明天学学CountDownLatch，后天又听说线程池不错，最后发现脑中一团浆糊，啥也没记住。

Java为什么能长盛不衰20余载？这大概与它对并发编程的良好支持有一定关系。我目前所在的电商公司早期用的是PHP，开发效率极高、调试简单，在创业初期立下汗马功劳。但随着公司业务高速发展，用户量快速攀升（虽然不知巅峰时期的活跃用户数，但单个业务线的用户表已有9000w），PHP的缺点逐渐暴露。首先是工程大了以后，动态语言确实不太好管理；其次PHP是基于进程的，也就是说一次请求就是一个进程，即使你定义了类变量，也不会存在线程安全问题，但进程的开销要比线程大许多，相对来说性能会差些。

Java、C/C++都是基于线程的，在资源的分配上更快速、粒度更小，但这种做法真的百利而无一害吗？现实生活中并不存在天上掉馅饼的好事，编程世界里也是如此。以数据结构与算法为例，原则上不存在多、快、好、省的万全之策，要么时间换空间，要么空间换时间。Java、C/C++选择了线程，就注定要解决烦人的“线程安全问题”。所有支持多线程的编程语言，注定要在“如何利用多线程高效执行任务”与“如何避免线程安全问题”两座大山之间蜿蜒前行，也由此形成了“并发编程”这个细分领域。

Java并发编程发家史

Java开源至今20余年，对于并发编程的解决方案也在不断改进，所以我们必须承认学习Java并发编程是有一定难度的（这一拳，20年的功力你挡得住吗）。不过好在Java是一个开源项目，老外也知晓“众人拾柴火焰高”的道理，在Java发展的过程中请到了两位贵人。

Josh Bloch：

这位大佬，在JDK 1.2时引入了Java集合。对，就是那个Collection和Map。仔细想想，我们平时除了写new、for循环以外，就是在不断地创建集合容器...可见集合对于Java的重要性。另外，在JDK1.5这个重大版本更新时，Josh Bloch又为Java引入了诸多语言增强，包括拆装箱、foreach等新特性，这才有了我们Java人今天的快活日子啊！

Doug Lea：

JDK1.5注定是划时代的版本，即使是JDK1.8也不如JDK1.5来得惊艳，而JDK1.5的主要缔造者正是Doug Lea，江湖人称道哥李。

道哥做了啥？让让，我要装逼了：

太多了，不截图了，总之你熟悉的原子类、线程池、ReentrantLock、CompletableFuture啥的都是老爷子写的，以及令人闻风丧胆、八股文必问的AQS也出自他老人家之手...

Doug Lea：傻了吧，整个JUC都是我写的 (墨镜表情包）。

英雄总是惺惺相惜，Josh Bloch和Doug Lea两位大神不仅互相欣赏，偶尔技痒还会结对编程。你问我怎么知道的？我就是那台计算机，当时在现场呢：

如何学习Java并发编程

鉴于大神的水平太高，强烈不建议一上来就去死扣ReentrantLock、AQS，我至今也没有看完AQS的全部代码。我的学习思路是：

先理清楚知识脉络
自顶向下学习并发编程
适当了解底层原理

我个人对Java并发编程的知识分类如下：

那如何自顶向下学习呢？私以为要先了解并掌握多线程的基本用法，分清楚什么是线程、什么是任务，然后再顺着线程产生的问题，学习锁相关的知识。有了锁相关的知识后，再去了解同步工具、线程安全容器、阻塞队列等并发相关的工具。最后学有余力再去扣底层细节，比如CAS、AQS以及基于UnSafe的LockSupport等底层实现。

对于锁及同步容器，其实有一个非常核心的模型需要了解：管程。只有知道了它，才能理解synchronized为什么会提供wait()、notify()、notifyAll()等方法，以及ReentrantLock中的Condition到底是什么。当然，我们无需急躁，后面的章节会慢慢道来。

需要说明的是，在ReentrantLock出来之前，Java其实已经基于synchronized实现了一系列并发容器，比如Hashtable、Vector、Collections.synchronizedList()等。而JDK1.5则通过JUC包提供了新的同步容器，比如ConcurrentHashMap。无论并发容器还是同步容器，只是称谓和实现上的区别，本质还是为了解决并发下的线程安全问题。