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01 开篇词:多线程为什么是你必需要掌握的知识
更新时间:2019-10-30 10:08:00
当你做成功一件事,千万不要等待着享受荣誉,应该再做那些需要的事。

—— 巴斯德

你好,很荣幸你打开本专栏,看到我的这些文字。相信每一位开发者,都应该对多线程开发有所了解。作为程序员,如果不知道多线程,都不好意思和同行打招呼。但是对多线程有深入了解的开发人员却并不多。有着丰富经验的更是凤毛麟角。多线程开发其实在软件开发领域有着很重要的地位,绝大多数框架或者软件工具都使用了多线程。比如耳熟能详的 Tomcat、Kafka、Akka 等等。JVM 的垃圾回收也是由单独的线程执行。正是有着如此多的优秀框架,才使得我们编写绝大多数业务代码时无需考虑使用多线程。

但这是否可以认为多线程开发对于普通开发者并不重要?其实恰恰相反。多线程开发在当今软件领域变得越来越重要,是每个开发人员不但要了解,而且要彻底掌握的开发知识。多线程开发重要性从不同角度来看,有如下原因:

  1. 提升代码性能
    现今是大数据的时代。随着数据分析的需要、AI 学习的需要、存储设备的廉价,越来越多的数据被采集下来,通过程序进行处理。面对海量的数据,如何榨取 CPU 的运算能力,提升运算效率,开发人员需要重点考虑。而 CPU 的发展从提升主频转为多核,使得多线程开发有了更大的用武之地。

    另外在微服务大行其道的时代,恰当使用多线程,也能令你的程序性能大大提升。把没有依赖的 API 调用以多线程的方式发送出去,并行处理拿到结果后再做进一步计算。执行比串行提高了几倍,而且可以充分发挥出微服务分布式的计算优势。

  2. 更优秀的软件设计和架构

    相信做过 Java 开发的攻城狮都熟知面向对象。面向对象的出现,使得我们设计软件更加贴近于真实世界,代码封装得更为合理。没错,其实软件世界即现实世界。设计和开发无形的软件,都是参考现实世界中有形的物体。现实世界可以认为是 "多线程" 的世界。每一个人是一个线程,每一台运转的机器是一个线程。掌握了多线程开发,能让你设计出更加贴近真实世界的软件,而不是凭空做出设计。其实优秀的软件设计都是如此。比如 Java 中 NIO 的设计,和快递投放极为相似。

  3. 更好的工作机会
    这个原因就比较现实了。目前绝大多数技术面试都会问到多线程的相关知识,尤其是互联网大厂。通过面试多线程知识,除了可以看出你的技术深度,更重要可以看出你的学习能力。你可以没用过多线程,但是如果在短时间内能够把多线程深入掌握,说明候选人的学习能力、领悟能力都很高。

专栏特色

关于多线程的学习其实还是有一定难度,一是多线程推翻了单线程开发的一些认知,二是理解多线程中的问题,需要学习部分 JVM 底层知识。这也是大多数开发人员对多线程仅停留在简单了解层面的原因。本专栏目标是消除掉多线程学习上的拦路虎,让每个人都能轻轻松松学习,并且最终能深入理解底层原理。为了达到这个目标,
专栏编写会有如下特点:

  1. 多以每个人都熟知的现实世界示例做类比,彻底消除掉理解上的鸿沟。

  2. 配以生动有趣的插图,让知识的学习变得更为轻松。在枯燥的学习中也能开心一笑。相信有小慕陪伴的学习也会充满了乐趣:

    图片描述

  3. 由浅入深,从问题提出,到代码示例。从解决方案到底层原理。彻底搞懂多线程开发的知识点。

  4. 结合实践进行讲解。不只是停留在 “懂”,而是要再进一步到 “用”。技术学习的价值要体现在使用上。

适合人群

多线程是 Java 的高级特性,所以本专栏并不适合没有任何开发基础的人员。不过只要你有一到两年的开发经验,阅读本专栏不会有任何障碍。本专栏将会深入源代码层面讲解多线程相关知识,所以也适合有着丰富开发经验,但想对多线程有更为深入了解的高级开发者。

本专栏适合的群体如下:

1、初入职场,有简单的 Java 开发基础,想要从基础开始学习 Java 多线程开发。

2、有 3-5 年甚至更多开发经验,想要深入了解 Java 多线程开发。

3、学习过多线程,想要了解在实际项目中如何应用。

4、准备跳槽面试,想要全方位,较为深入的学习多线程。

专栏设置

为了达到由浅入深,从 “懂” 到 “用” 的目标。专栏设置如下四大模块,每个模块又由多个章节所组成。

  1. Java 多线程开发基础

    本模块为多线程开发入门。主要讲解了多线程的基本概念以及在 Java 中如何进行基本的多线程开发。深入讲解了 Thread 类的 API 以及多线程的启动过程。

  2. Java 并发问题及解决方法

    多线程并发会遇到单线程程序中看似古怪的各种问题。多线程开发的难点也在于此。本模块会深入分析这些问题产生的原因,并给出解决方法。在源代码层面深入分析 atomic、volatile、synchronized 等多线程关键的同步技术。

  3. Java 并发工具

    本模块会对 Java 提供的主要并发工具进行讲解。包括线程池、Lock、CountDownLatch、CyclicBarrier 等。此外还有并发容器的深入分析,如 ConcurrentHashMap 等。这些都是实际开发中常用的并发技术,也是多线程面试的重点知识点。

  4. 多线程程序设计模式

    学习了以上这么多的多线程知识。最后我们来看看实际开发工作中如何设计多线程程序。通过合理的多线程程序设计,才能真正让多线程体现出它的优势。

    本模块涵盖了 Future 模式、Master/Slave 模式等多线程程序设计的最佳实践。通过本章学习,结合前面所学的基本知识,你已经可以大胆实践多线程开发了!

专栏学习建议

在专栏的学习上,从基础概念开始,不要图快直奔使用。概念的理解和学习自然枯燥,但却是根基所在。只有深入理解理论知识,才能做到举一反三,遇到问题从容应对。

建议在学习的过程中,做好学习笔记,把学到的知识以自己的语言记录下来。这也是我学习的一个经验,做记录的过程也是一种输出,会让你的知识掌握更清晰、牢固。另外有问题一定要多交流,无论是和身边的朋友,还是和我。学习就是不断提问和解答的过程。没有问题说明你没有思考,没有思考的学习效果也不会很好。

最后我很期待和你一起开启 Java 多线程的学习。相信一起学习的每个人在专栏结束之时,都可以自信地说我彻底掌握了 Java 多线程开发!

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