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2023年最值得收藏的Java并发编程学习路线(🔥)
Java并发编程学习路线
学习路线
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这篇文章就来给大家盘点一下 Java 并发到底该如何从入门到精通,Java 并发是 Java 程序员必须懂但又很难懂的一块知识点。
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众所周知,Java 并发是 Java 程序员必须懂但又很难懂的一块知识点。一般来说,很少有人敢说自己精通 Java 并发的,一是容易被面试官吊打,二是并发编程涉及到操作系统、内存、CPU 等计算机专业比较核心的内容,比较考验一个程序员的内功。

今天这篇文章就来给大家盘点一下 Java 并发到底该如何从入门到精通,请及时用鸡毛掸子把收藏夹里的灰清理一下。在阅读过程中,如果有所帮助,麻烦点赞/收藏和转发,算是对我码字的这份坚持的亿点点鼓励。

一、为什么要学 Java 并发?

有句话不知道当讲不当讲,先讲了再说,就是“如果你只想 CURD,那么 Java 并发不学也罢!”但其实呢,大家都已经被教育的很有涵养了,工作中拧不拧螺丝不重要,重要的是面试一定要会造火箭,不然面试的机会都很难捞得到。

那作为 Java 体系中非常重要的一环,Java 并发自然是必须要掌握的,最起码也得会起个多线程吧?哈哈哈。高级点的,像平常开发中用到的 Tomcat 服务器、消息中间件、RPC 框架等等,它们的底层都涉及到了并发编程。

当然了,Java 并发涉及到东西实在是不少,包括操作系统的知识,Java 虚拟机的一些知识,Java 线程模型的知识,多线程相关的关键字,比如说 synchronized、volatile 等,还有锁的知识、JDK 提供的工具类等等,学起来还是非常容易令人头大的。

因此,我们需要一些高效的学习路线图,以及一些优质的学习资源,从而减少我们学习Java 并发编程所投入的时间和精力。

二、Java 并发学习路线图

这是我最近整理的一张关于 Java 并发编程的思维导图,大的方向可以分为三个部分:线程基础、理论基础、工具类 JUC。

线程基础部分包括:

  • 线程的创建方式
  • 线程的状态切换
  • 线程的基本操作
  • 线程组和线程优先级

理论基础包括:

  • 进程和线程的区别
  • 多线程解决了什么问题,又带来了什么问题?
  • 如何解决并发问题?包括 Java 内存模型,以及两个常见的关键字 volatile 和 synchronized

工具类 JUC 包括:

  • 锁 Lock 系的 AQS、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Condition、LockSupport
  • 并发容器系的 ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue、CopyOnWriteArrayList、ThreadLocal、BlockingQueue
  • 线程池系的 ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor
  • 原子系的 AtomicInteger、AtomicIntegerArray、AtomicReference 等等
  • 通信工具系的倒计时器 CountDownLatch、循环栅栏 CyclicBarrier、资源访问控制 Semaphore、数据交换 Exchanger、移相器Phaser
  • Fork/Join框架

最后再来个经典的生产者消费者模式进行实践,整个 Java 并发体系就学得非常扎实了!

三、硬核 Java 并发学习资料

1)Java 程序员进阶之路

学 Java,当然要找 Java 程序员进阶之路,网址我贴下面了哈:

https://tobebetterjavaer.com/home.html#java并发编程

进去直接找 Java 核心里面的 Java 并发编程就对了。我按照前面的思维导图整理了 27 篇文章,全部都是硬核级别的,跟着学就对了。

2)视频

懂的都懂,看视频到 B 站。黑马的《Java并发编程》评价还不错,300 多个小节,我觉得讲的比较好的有三部分:synchronized优化原理、AQS和线程池。

视频地址:https://www.bilibili.com/video/BV16J411h7Rd

3)书籍

纸质书只推荐一本《Java 并发编程实战》,豆瓣评分 9.0。不过这本书确实有点老了,基本上是按照 Java 6 来讲解的,希望出版社能早点出 2.0 版。

《Java 并发编程实战》这本书从总体上来看,分两条主线:

  • 介绍 Java 并发包的重要组件和原理
  • 如何利用这些组件来保证线程安全

到底该如何获得线程安全呢?背会并理解下面这段话:

Writing thread-safe code is, at its core, about managing access to state, and in particular to shared, mutable state.

如果发现不是很好懂,想从国内作者下手的话,可以尝试一下《Java并发编程的艺术》和《图解Java并发编程》这两本书,虽然豆瓣上评分一般,但对于构建 Java 并发的知识体系还是有很大帮助的。

之后,再去啃《Java 并发编程实战》就会发现没有以前那么费劲了,这本书之所以被誉为 Java 并发编程的圣经,确实可以看得出作者在并发编程方面有着丰富的经验。

4)开源电子书

推荐 RedSpider社区的深入浅出 Java 多线程,比Java 并发编程实战更通俗易懂一些,因为里面穿插了很多精美的手绘图。

GitHub地址:https://github.com/RedSpider1/concurrent

考虑到有些小伙伴可能需要 PDF 版本,我花了一周的时间整理了一份,需要的小伙伴请扫描下方的二维码关注作者的原创公众号「沉默王二」回复关键字「并发」就可以拉取到了。

扫码关注后回复「并发」关键字

再推荐一份 GitHub 上星标 3.6k+ 的 Java 并发知识点总结:

https://github.com/CL0610/Java-concurrency

仓库里有一句话我非常喜欢,也分享给各位小伙伴:

努力的意义,就是,在以后的日子里,放眼望去全是自己喜欢的人和事!

5)付费专栏

王宝令老师在极客时间上开了一门《Java 并发编程实战》的付费专栏,质量还是挺高的,喜欢的小伙伴可以戳链接去购买。

四、优质八股文

这里给大家推荐两份 Java 并发编程方面的八股文,一份来自三分恶,一份来自小牛,先截图给大家看一下 Java 并发方面都有哪些高频的面试题。

为了方便大家的阅读和背诵,我已经将其整理到了二哥的小破站《Java 程序员进阶之路》上,面渣逆袭 Java 并发篇:

https://tobebetterjavaer.com/sidebar/sanfene/javathread.html

Java 并发编程八股文(背诵版):

https://tobebetterjavaer.com/baguwen/java-thread.html

这两份八股文的质量都非常高,来看一下AQS了解多少小节下的内容,图文并茂,非常容易消化和吸收。

诚实点说,如果能把这两份八股文背会的话,简历上就真的敢写“精通”Java 并发了。

五、Java 并发学习心得

Java 提供的并发组件,大致可以分为两类:

  • 从预防阶段下手,防止错误发生,比如说 synchronized 关键字
  • 一旦发生错误能及时重试,比如说 CAS

对于线程数量比较多的并发场景,采用预防的措施会比较合理,这样大部分线程就不会因为小概率时间的 CAS 重试浪费掉大量的 CPU 周期;在线程数量小的时候,CAS 的意义就比较大,因为预防措施带来的线程切换要比 CAS 等待的开销更大。

想要学好 Java 并发编程,就必须得对下图中提到的基础概念进行充分的理解。

在我看来,并发编程主要是用来解决这两个痛点的:

  • 多个线程对同一变量造成的不一致问题;
  • 为提高性能,计算机的很多执行单元都配备了缓存,那势必会影响并发编程的数据一致性。

需要提醒一点的是,多线程并发虽然是用来解决性能问题的,但并不意味着所有情况下都需要开启多线程,有时候反而会适得其反,那如果不是特别要求,尽量不要过早开启多线程。

并发编程是 Java 体系当中相对难掌握的一块知识点,比较考验一名程序员的内功,其实并发编程最早的应用领域就是操作系统的实现。

如果你已经有一定的编程经验,建议先学一下《计算机组成原理》,对操作系统、内存、CPU 先进行一些大致的了解,然后再来学习 Java 并发编程,可能就会感觉舒服多了!

结合我多年的工作经验来看,并发编程可以抽象成三个核心问题:分工、同步和互斥

1)分工

分工指的是如何高效地拆解任务并分配给线程,像并发编程领域的一些设计模式,比如说生产者与消费者就是用来进行分工的。

2)同步

同步指的是线程之间如何协作,一个线程执行完了一个任务,要通知另外一个线程开工。还拿生产者-消费者模型来说吧,当队列满的时候,生产者线程等待,当队列不满的时候,生产者线程需要被唤醒重新执行;当队列空的时候,消费者线程开始等待,不空的时候,消费者线程被重新唤醒。

3)互斥

互斥指的是保证同一时刻只有一个线程访问共享资源,是解决线程安全问题的杀手锏。

当多个线程同时访问一个共享变量的时候,很容易出现“线程安全”问题,因为结果可能是不确定的——导致出现这个问题的根源就是可见性、有序性和原子性——为了解决它们,Java 引入了内存模型的概念,可以在一定程度上缓解“线程安全”的问题,但要想完全解决“线程安全”问题,还得靠互斥。

互斥的核心技术就是锁,比如说 synchronized,还有各种 Lock。

锁可以解决线程安全的问题,但同时也就意味着程序的性能要受到影响。

因此,Java 提供了针对不同场景下的锁,比如说读写锁 ReadWriteLock,可以解决多线程同时读,但只有一个线程能写的问题;但 ReadWriteLock 也有自己的问题,就是如果有线程正在读,写线程需要等待度线程释放锁后才能获得写锁,也就是读的过程中不允许写,属于一种悲观的读锁。

为了进一步提升并发执行的效率,Java 8 引入了一个新的读写锁 StampedLock,与ReadWriteLock 相比,StampedLock的优势在于读的过程中也允许获取写锁后写入,但带来的问题就是可能读的数据不一致,需要一点额外的代码来判断读的过程中是否有写入,本质上是一种乐观的锁。

乐观锁的意思就是估计读的过程中大概率不会有写入,而悲观锁则是读的过程中拒绝有写入,两者的区别就在于性能上会有差异,乐观锁需要针对小概率事件进行多一步的检测,但性能也会有所提升;悲观锁更能保证“线程安全性”。

听我这么一说,是不是一下子就清晰多了!

另外,需要 Java 学习资料的话,可以直接戳我整理的这个 GitHub/码云仓库——📚Java程序员必读书单整理,附下载地址,助力每一个Java程序员构建属于自己的知识体系。包括但不限于Java、设计模式、计算机网络、操作系统、数据库、数据结构与算法、大数据、架构、面试等等。

给大家截图展示一下里面都有哪些优质的 PDF:

Java 并发编程虽然难学,会涉及到操作系统、CPU、内存等偏基础方面的内容,但如果你能坚持学下去,内功自然而然就提升了一大截


最近整理了一份牛逼的学习资料,包括但不限于Java基础部分(JVM、Java集合框架、多线程),还囊括了 数据库、计算机网络、算法与数据结构、设计模式、框架类Spring、Netty、微服务(Dubbo,消息队列) 网关 等等等等……详情戳:可以说是2022年全网最全的学习和找工作的PDF资源了

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