三分鐘快速入門Java并發技術
從事Java編程已經10多年了，可以說絕對是個老兵；但對于Java并發編程，我只能算是個新兵蛋子。我說這話估計要遭到某些高手的冷嘲熱諷，但我并不感到害怕。
因為我知道，每年都會有很多很多的新人要加入Java編程的大軍，他們對“并發”編程中遇到的問題也會有感到無助的時候。而我，非常樂意與他們一道，對使用Java線程進行并發程序開發的基礎知識進行新一輪的學習。
01、為什么要學習并發？
我的腦袋沒有被如來佛祖開過光，所以喜歡一件事接著一件事的想，做不到“一腦兩用”。但有些大佬就不一樣，比如說諸葛亮，就能夠一邊想著琴譜一邊彈著琴，還能夾帶著盤算出司馬懿退兵后的打算。
諸葛大佬就有著超強的“并發”能力啊。換做是我，面對司馬懿的千萬大軍，不僅彈不了琴，弄不好還被嚇得屁滾尿流。
每個人都只有一個腦子，就像電腦只有一個CPU一樣。但一個腦子并不意味著不能“一腦兩用”，關鍵就在于腦子有沒有“并發”的能力。
腦子要是有了并發能力，那真的是厲害到飛起啊，想想司馬懿被氣定神閑的諸葛大佬嚇跑的樣子就知道了。
對于程序來說，如果具有并發的能力，效率就能夠大幅度地提升。你一定注冊過不少網站，收到過不少驗證碼，如果網站的服務器端在發送驗證碼的時候，沒有專門起一個線程來處理（并發），假如網絡不好發生阻塞的話，那服務器端豈不是要從天亮等到天黑才知道你有沒有收到驗證碼？如果就你一個用戶也就算了，但假如有一百個用戶呢？這一百個用戶難道也要在那傻傻地等著，那真要等到花都謝了。
可想而知，并發編程是多么的重要！況且，懂不懂Java虛擬機和會不會并發編程，幾乎是判定一個Java開發人員是不是高手的不三法則。所以要想掙得多，還得會并發啊！
02、創建一個線程
通常，啟動一個程序，就相當于起了一個進程。每個電腦都會運行很多程序，所以你會在進程管理器中看到很多進程。你會說，這不廢話嗎？
不不不，在我剛學習編程的很長一段時間內，我都想當然地以為這些進程就是線程；但后來我知道不是那么回事兒。一個進程里，可能會有很多線程在運行，也可能只有一個。
main函數其實就是一個主線程。我們可以在這個主線程當中創建很多其他的線程。來看下面這段代碼。
public class Wanger {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Thread t = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("我叫" + Thread.currentThread().getName() + "，hello");
}
});
t.start();
}
}
}創建線程最常用的方式就是聲明一個實現了Runnable接口的匿名內部類；然后將它作為創建Thread對象的參數；再然后調用Thread對象的start()方法進行啟動。運行的結果如下。
我叫Thread-1，hello
我叫Thread-3，hello
我叫Thread-2，hello
我叫Thread-0，hello
我叫Thread-5，hello
我叫Thread-4，hello
我叫Thread-6，hello
我叫Thread-7，hello
我叫Thread-8，hello
我叫Thread-9，hello從運行的結果中可以看得出來，線程的執行順序不是從0到9的，而是有一定的隨機性。這是因為Java的并發是搶占式的，線程0雖然創建得最早，但它的“爭寵”能力卻一般，上位得比較艱辛。
03、創建線程池
java.util.concurrent.Executors類提供了一系列工廠方法用于創建線程池，可把多個線程放在一起進行更高效地管理。示例如下。
public class Wanger {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Runnable r = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("我叫" + Thread.currentThread().getName() + "，hello");
}
};
executorService.execute(r);
}
executorService.shutdown();
}
}運行的結果如下。
我叫pool-1-thread-2，hello
我叫pool-1-thread-4，hello
我叫pool-1-thread-5，hello
我叫pool-1-thread-3，hello
我叫pool-1-thread-4，hello
我叫pool-1-thread-1，hello
我叫pool-1-thread-7，hello
我叫pool-1-thread-6，hello
我叫pool-1-thread-5，hello
我叫pool-1-thread-6，helloExecutors的newCachedThreadPool()方法用于創建一個可緩存的線程池，調用該線程池的方法execute()可以重用以前的線程，只要該線程可用；比如說，pool-1-thread-4、pool-1-thread-5和pool-1-thread-6就得到了重用的機會。我能想到的最佳形象代言人就是女皇武則天。
如果沒有可用的線程，就會創建一個新線程并添加到池中。當然了，那些60秒內還沒有被使用的線程也會從緩存中移除。
另外，Executors的newFiexedThreadPool(int num)方法用于創建固定數目線程的線程池；newSingleThreadExecutor()方法用于創建單線程化的線程池（你能想到它應該使用的場合嗎？）。
但是，故事要轉折了。阿里巴巴的Java開發手冊中明確地指出，不允許使用Executors來創建線程池。
圖片
不能使用Executors創建線程池，那么該怎么創建線程池呢？
直接調用ThreadPoolExecutor的構造函數來創建線程池唄。其實Executors就是這么做的，只不過沒有對 BlockQueue 指定容量。我們需要做的就是在創建的時候指定容量。代碼示例如下。
ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(10, 10,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue(10));04、共享資源競爭問題
有一次，我陪家人在商場里面逛街，出電梯的時候有一個傻叉非要搶著進電梯。女兒的小推車就壓到了那傻叉的腳上，他竟然不依不饒地指著我的鼻子叫囂。我直接一拳就打在他的鼻子上，隨后我們就糾纏在了一起。
這件事情說明了什么問題呢？第一，遇到不講文明不知道“先出后進”（LIFO）規則的傻叉真的很麻煩；第二，競爭共享資源的時候，弄不好要拳腳相向。
在Java中，解決共享資源競爭問題的首個解決方案就是使用關鍵字synchronized。當線程執行被synchronized保護的代碼片段的時候，會對這段代碼進行上鎖，其他調用這段代碼的線程會被阻塞，直到鎖被釋放。
下面這段代碼使用ThreadPoolExecutor創建了一個線程池，池里面的每個線程會對共享資源count進行+1操作。現在，閉上眼想一想，當1000個線程執行結束后，count的值會是多少呢？
public class Wanger {
public static int count = 0;
public static int getCount() {
return count;
}
public static void addCount() {
count++;
}
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(10, 1000,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10));
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
Runnable r = new Runnable() {
@Override
public void run() {
Wanger.addCount();
}
};
executorService.execute(r);
}
executorService.shutdown();
System.out.println(Wanger.count);
}
}事實上，共享資源count的值很有可能是996、998，但很少會是1000。為什么呢？
因為一個線程正在寫這個變量的時候，另外一個線程可能正在讀這個變量，或者正在寫這個變量。這個變量就變成了一個“不確定狀態”的數據。這個變量必須被保護起來。
通常的做法就是在改變這個變量的addCount()方法上加上synchronized關鍵字——保證線程在訪問這個變量的時候有序地進行排隊。
示例如下：
public synchronized static void addCount() {
count++;
}還有另外的一種常用方法——讀寫鎖。分為讀鎖和寫鎖，多個讀鎖不互斥，讀鎖與寫鎖互斥，由Java虛擬機控制。如果代碼允許很多線程同時讀，但不能同時寫，就上讀鎖；如果代碼不允許同時讀，并且只能有一個線程在寫，就上寫鎖。
讀寫鎖的接口是ReadWriteLock，具體實現類是 ReentrantReadWriteLock。synchronized屬于互斥鎖，任何時候只允許一個線程的讀寫操作，其他線程必須等待；而ReadWriteLock允許多個線程獲得讀鎖，但只允許一個線程獲得寫鎖，效率相對較高一些。
我們先使用枚舉創建一個讀寫鎖的單例。代碼如下：
public enum Locker {
INSTANCE;
private static final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
public Lock writeLock() {
return lock.writeLock();
}
}再在addCount()方法中對count++;上鎖。示例如下。
public static void addCount() {
// 上鎖
Lock writeLock = Locker.INSTANCE.writeLock();
writeLock.lock();
count++;
// 釋放鎖
writeLock.unlock();
}使用讀寫鎖的時候，切記最后要釋放鎖。
