Java并发编程 - 技术栈

Java并发编程的核心挑战

线程安全与数据竞争

线程安全的概念及其重要性
数据竞争的产生原因及常见场景
如何通过同步机制（如锁、原子类）避免数据竞争

// 示例：使用synchronized关键字实现线程安全
public class Counter {
private int count = 0;
public synchronized void increment() {
count++;
}
public int getCount() {
return count;
}
}

死锁与活锁

死锁的定义及产生条件
活锁的概念及其与死锁的区别

如何通过资源有序分配、超时机制等策略避免死锁

// 示例：死锁场景
public class DeadlockExample {
private final Object lock1 = new Object();
private final Object lock2 = new Object();

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  public void method1() {
      synchronized (lock1) {
          synchronized (lock2) {
              // 业务逻辑
          }
      }
  }

  public void method2() {
      synchronized (lock2) {
          synchronized (lock1) {
              // 业务逻辑
          }
      }
  }

}

线程间通信与协作

线程间通信的常见方式（如wait/notify、Condition）
生产者-消费者模型的实现

如何避免线程间通信中的虚假唤醒问题

// 示例：使用wait/notify实现生产者-消费者模型
public class ProducerConsumer {
private final List<Integer> buffer = new ArrayList<>();
private final int CAPACITY = 5;

复制代码

  public void produce() throws InterruptedException {
      synchronized (this) {
          while (buffer.size() == CAPACITY) {
              wait();
          }
          buffer.add(1);
          notify();
      }
  }

  public void consume() throws InterruptedException {
      synchronized (this) {
          while (buffer.isEmpty()) {
              wait();
          }
          buffer.remove(0);
          notify();
      }
  }

}

性能与可伸缩性

并发编程对性能的影响
锁竞争与性能瓶颈
如何通过无锁编程、线程池等技术提升性能

// 示例：使用线程池提升性能
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
executor.submit(() -> {
// 任务逻辑
});
}
executor.shutdown();

并发工具类的使用

Java并发工具类（如CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore）的应用场景
如何选择合适的工具类解决并发问题
工具类的使用注意事项

// 示例：使用CountDownLatch实现线程同步
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(() -> {
// 任务逻辑
latch.countDown();
}).start();
}
latch.await();

并发编程的最佳实践

避免过度同步
使用不可变对象
合理设计并发数据结构
测试与调试并发程序的技巧

// 示例：使用不可变对象避免线程安全问题
public final class ImmutableValue {
private final int value;
public ImmutableValue(int value) {
this.value = value;
}
public int getValue() {
return value;
}
}

未来趋势与挑战

Java并发编程的新特性（如CompletableFuture、Flow API）
多核处理器与并发编程的关系
如何应对分布式环境下的并发挑战

// 示例：使用CompletableFuture实现异步编程
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
// 异步任务逻辑
return "Result";
}).thenAccept(result -> {
// 处理结果
});