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Java并发知识点总结

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！

欢迎提issue和Pull request。所有的文档都是自己亲自码的，如果觉得不错，欢迎给star鼓励支持 :)

整个系列文章为Java并发专题，一是自己的兴趣，二是，这部分在实际理解上很有难度，另外在面试过程中也是经常被问到。所以在学习过程中，记录了Java并发相关的基础知识，一是自己对知识能够建立体系，同时也希望有幸能够对其他人有用。

关于Java并发专题：

（1）包含了并发的基础知识，每个标题链接到一篇具体的文章；

（2）包含了秋招面试的问题，弄懂了会让你有所收获（也祝大家都能找到心仪的工作 :) ）

（3）在阅读过程中，如果有所帮助，麻烦点赞，算是对我码字的这份坚持的鼓励。

注：转载请标明原处，谢谢！

1. 基础知识

   1.1 并发编程的优缺点

   知识点：（1）为什么要用到并发？（优点）；（2）并发编程的缺点；（3）易混淆的概念

   1.2 线程的状态和基本操作

   知识点：（1）如何新建线程；（2）线程状态的转换；（3）线程的基本操作；（4）守护线程Daemon；

2. 并发理论（JMM）

   java内存模型以及happens-before规则

   知识点：（1）JMM内存结构；（2）重排序；（3）happens-before规则

3. 并发关键字

   3.1 让你彻底理解Synchronized

   知识点：（1）如何使用synchronized；（2）monitor机制；（3）synchronized的happens-before关系；（4）synchronized的内存语义；（5）锁优化；（6）锁升级策略

   3.2 让你彻底理解volatile

   知识点：（1）实现原理；（2）happens-before的关系推导；（3）内存语义；（4）内存语义的实现

   3.3 你以为你真的了解final吗？

   知识点：（1）如何使用；（2）final的重排序规则；（3）final实现原理；（4）final引用不能从构造函数中“溢出”（this逃逸）

   3.4 三大性质总结：原子性，有序性，可见性

   知识点：（1）原子性：synchronized；（2）可见性：synchronized，volatile；（3）有序性：synchronized，volatile

4. Lock体系

   4.1 初识Lock与AbstractQueuedSynchronizer(AQS)

   知识点：（1）Lock和synchronized的比较；（2）AQS设计意图；（3）如何使用AQS实现自定义同步组件；（4）可重写的方法；（5）AQS提供的模板方法；

   4.2 深入理解AbstractQueuedSynchronizer(AQS)

   知识点：（1）AQS同步队列的数据结构；（2）独占式锁；（3）共享式锁；

   4.3 再一次理解ReentrantLock

   知识点：（1）重入锁的实现原理；（2）公平锁的实现原理；（3）非公平锁的实现原理；（4）公平锁和非公平锁的比较

   4.4 深入理解读写锁ReentrantReadWriteLock

   知识点：（1）如何表示读写状态；（2）WriteLock的获取和释放；（3）ReadLock的获取和释放；（4）锁降级策略；（5）生成Condition等待队列；（6）应用场景

   4.5 详解Condition的await和signal等待/通知机制

   知识点：（1）与Object的wait/notify机制相比具有的特性；（2）与Object的wait/notify相对应的方法；（3）底层数据结构；（4）await实现原理；（5）signal/signalAll实现原理；（6）await和signal/signalAll的结合使用；

   4.6 LockSupport工具

   知识点：（1）主要功能；（2）与synchronized阻塞唤醒相比具有的特色；

5. 并发容器

   5.1 并发容器之ConcurrentHashMap(JDK 1.8版本)

   知识点：（1）关键属性；（2）重要内部类；（3）涉及到的CAS操作；（4）构造方法；（5）put执行流程；（6）get执行流程；（7）扩容机制；（8）用于统计size的方法的执行流程；（9）1.8版本的ConcurrentHashMap与之前版本的比较

   5.2 并发容器之CopyOnWriteArrayList

   知识点：（1）实现原理；（2）COW和ReentrantReadWriteLock的区别；（3）应用场景；（4）为什么具有弱一致性；（5）COW的缺点；

   5.3 并发容器之ConcurrentLinkedQueue

   知识点：（1）实现原理；（2）数据结构；（3）核心方法；（4）HOPS延迟更新的设计意图

   5.4 并发容器之ThreadLocal

   知识点：（1）实现原理；（2）set方法原理；（3）get方法原理；（4）remove方法原理；（5）ThreadLocalMap

   一篇文章，从源码深入详解ThreadLocal内存泄漏问题

   知识点：（1）ThreadLocal内存泄漏原理；（2）ThreadLocal的最佳实践；（3）应用场景

   5.5 并发容器之BlockingQueue

   知识点：（1）BlockingQueue的基本操作；（2）常用的BlockingQueue；

   并发容器之ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue实现原理详解

6. 线程池（Executor体系）

   6.1 线程池实现原理

   知识点：（1）为什么要用到线程池？（2）执行流程；（3）构造器各个参数的意义；（4）如何关闭线程池；（5）如何配置线程池；

   6.2 线程池之ScheduledThreadPoolExecutor

   知识点：（1）类结构；（2）常用方法；（3）ScheduledFutureTask；（3）DelayedWorkQueue;

   6.3 FutureTask基本操作总结

   知识点：（1）FutureTask的几种状态；（2）get方法；（3）cancel方法；（4）应用场景；（5）实现 Runnable接口

7. 原子操作类

   7.1 Java中atomic包中的原子操作类总结

   知识点：（1）实现原理；（2）原子更新基本类型；（3）原子更新数组类型；（4）原子更新引用类型；（5）原子更新字段类型

8. 并发工具

   8.1 大白话说java并发工具类-CountDownLatch，CyclicBarrier

   知识点：（1）倒计时器CountDownLatch；（2）循环栅栏CyclicBarrier；（3）CountDownLatch与CyclicBarrier的比较

   8.2 大白话说java并发工具类-Semaphore，Exchanger

   知识点：（1）资源访问控制Semaphore；（2）数据交换Exchanger

9. 并发实践

   9.1 一篇文章，让你彻底弄懂生产者--消费者问题

JAVA并发知识图谱

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知识图谱原图链接，如果有用，可克隆给自己使用

java-concurrency's Issues

Exchanger 代碼有問題

最後結果次序不對

女生慢慢的从教室你走出来......
女孩儿说：我也很喜欢你......
男孩儿说：我其实暗恋你很久了......

线程状态转换的错误，WAITING不能直接转变为RUNNABLE

线程的状态转换以及基本操作这篇文章中的线程状态转换关系.png，展示了线程可以从WAITING状态直接转变为RUNNABLE状态，但是事实不是，WAITING不能够直接转变为RUNNABLE状态，WAITING需要先转变为BLOCKED状态，获取到对象的锁后，才能够转变为RUNNABLE状态。

相关的资料：

• multithreading - Java thread state transition, WAITING to BLOCKED, or RUNNABLE? - Stack Overflow

感觉原子类的分类不太合理，有点乱，如下分类感觉更好

https://gitmind.cn/app/doc/a245931089

最后的例子

想请问一下 最后的例子 如果在while循环中加入任意的代码 那么这个时候变量不加volatile关键字也能够感知到主线程的变量修改 这个地方有点不太清楚

02 节里的图片不显示

图片地址少了个 0

CountDownLatchDemo

首先很感谢您的分享，知识点总结的很详细，通俗易懂。经测试，CountDownLatchDemo代码有问题，执行结果与您分享的不一致，但不知是什么问题。

关于偏向锁升级为轻量级锁的疑问

请问，原文中提到偏向锁在发生竞争时，会在全局安全点撤销。撤销之后原来持有偏向锁的线程继续执行任务时，还持有锁吗？持有的是轻量级锁？如果是轻量级锁，那么它的上锁过程是在偏向锁撤销后立即发生的吗？

建议创建一个gitbook方便阅读

作者写的并发内容干货满满，受益匪浅，不过建议创建一个gitbook方便阅读

彻底理解synchronized章节 3.2 Java对象头 里的图片未显示

我尝试了一下直接复制图片url是可以在浏览器预览的，网站上markdown语法可能有问题导致没显示

Url： http://www.codercc.com/backend/juc/concurrent-keywords/synchronized.html#_3-1-cas%E6%93%8D%E4%BD%9C

关于《彻底理解volatile》中示例代码的问题

老哥，这副图中的线程a和线程b共同访问的变量a(没有volatile关键字)也能保证同步么？

关于AbstractQueuedSynchronizer类中enq方法并没有让tail指向新的尾节点的两个疑问

private Node enq(final Node node) {
        for (;;) {
            Node t = tail;
			if (t == null) { // Must initialize
				//1. 构造头结点
                if (compareAndSetHead(new Node()))
                    tail = head;
            } else {
				// 2. 尾插入，CAS操作失败自旋尝试
                node.prev = t;
                if (compareAndSetTail(t, node)) {
                    t.next = node;
                    return t;
                }
            }
        }
}

以上为enq()方法。
当队列为null时进入的enq方法，那
第一次循环是创建了头结点并且head,tail都指向此头结点。
那第二次循环是将参数node加入该头结点之后，形成第一个节点。但是为啥代码中tail没有更新呢？（意思就是现在tail，head，t都是指向"头结点"）

自己的猜测：是否是在compareAndSetTail(t, node)中更新了tail值。

第二个问题是为什么返回t而不是tail？毕竟不管上面的假设成立不成立，t都指向新插入节点的前一个节点，而不是新节点。

内存使用计算问题

如果这些对象占用的内存比较大，比 如说200M左右，那么再写入100M数据进去，内存就会占用300M

这里不是500M？

图片不显示格式问题

文本编辑器把绝对路径改为相对路径就行了
如

4.彻底理解synchronized

如图，上面用黄色高亮的部分就是需要注意的部分了，这也是添Synchronized关键字之后独有的。执行同步代码块后首先要先执行monitorenter指令，退出的时候monitorexit指令。通过分析之后可以看出，使用Synchronized进行同步，其关键就是必须要对对象的监视器monitor进行获取，当线程获取monitor后才能继续往下执行，否则就只能等待。而这个获取的过程是互斥的，即同一时刻只有一个线程能够获取到monitor。上面的demo中在执行完同步代码块之后紧接着再会去执行一个静态同步方法，而这个方法锁的对象依然就这个类对象，那么这个正在执行的线程还需要获取该锁吗？答案是不必的，从上图中就可以看出来，执行静态同步方法的时候就只有一条monitorexit指令，并没有monitorenter获取锁的指令。这就是锁的重入性，即在同一锁程中，线程不需要再次获取同一把锁。Synchronized先天具有重入性。每个对象拥有一个计数器，当线程获取该对象锁后，计数器就会加一，释放锁后就会将计数器减一。

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执行一个静态同步方法
哪里执行了同步啊？

文中源碼是java 哪個版本？

我看 openjdk-11 的源碼細節好像跟文中有點不同 ...

3.java内存模型以及happens-before规则

原文中写到：
在<<深入理解Java虚拟机>>中看到的定义。原文如下： 当多个线程访问同一个对象时，如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替运行，也不需要进行额外的同步，或者在调用方进行任何其他的协调操作，调用这个对象的行为都可以获取正确的结果，那这个对象是线程安全的。

其中加粗的地方应该是或者在调用方不进行任何其他的协调操作吧。

并发编程的优缺点中几个错别字

1. 开头段，以提升理解和堆并发编程的认知 -> 以提示理解和对并发编程的认知
2. 为什么要用到并发中，它只是基于认为观测数据后 -> 它只是基于人为观测数据后
3. 3.1同步vs异步， 在超时购物->在超市购物

07.三大性质总结：原子性、可见性以及有序性

原文：如果2和3进行了重排序的话，线程B进行判断if(instance==null)时就会为true，而实际上这个instance并没有初始化成功，显而易见对线程B来说之后的操作就会是错得。

在解释双重加锁的时候提到指令重排序后，如果先分配内存地址而不是先初始化，内存地址现在已经有值，那么if(instance==null)是不是应该返回为false

图挂了