Immutability 模式：如何利用不变性解决并发问题？

不变性（Immutability）模式：对象一旦创建后状态不再变化。解决并发问题最简单的方法——让共享变量只有读操作。

快速实现具备不可变性的类

• 类和属性都是 final 的，所有方法均是只读的
• String、Long、Integer、Double 等包装类均严格遵守此规则
• String.replace() 不修改原 value[]，而是返回新字符串

案例分析（一）：高性能限流器 Guava RateLimiter

Guava RateLimiter：Google 开源的限流工具类，基于令牌桶算法实现。

//限流器流速：2 个请求/秒
RateLimiter limiter = RateLimiter.create(2.0);
//执行任务的线程池
ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(1);
//记录上一次执行时间
prev = System.nanoTime();
//测试执行 20 次
for (int i = 0; i < 20; i++) {
    //限流器限流
    limiter.acquire();
    //提交任务异步执行
    es.execute(() -> {
        long cur = System.nanoTime();
        //打印时间间隔：毫秒
        System.out.println((cur - prev) / 1000_000);
        prev = cur;
    });
}

// 输出结果：
// ...
// 500
// 499
// 500
// 499

学习攻略 如何才能学好并发编程？

开篇词 你为什么需要学习并发编程？

并发编程可以总结为三个核心问题：分工、同步、互斥。

Lock 和 Condition（上）：隐藏在并发包中的管程

再造管程的理由

已有 synchronized，还需要 Lock 的原因——需要锁支持以下能力以破坏不可抢占条件：

1. 响应中断：阻塞线程收到中断信号后唤醒，释放已持有的锁，避免死锁
2. 支持超时：一段时间内未获取锁则返回错误，而非无限阻塞
3. 非阻塞获取锁：尝试获取失败直接返回，不进入阻塞

Java 线程池

【简单】为什么要用线程池？⭐⭐

顾名思义，线程池就是管理一系列线程的资源池。当有任务要处理时，直接从线程池中获取线程来处理，处理完之后线程并不会立即被销毁，而是等待下一个任务。

池化技术想必大家已经屡见不鲜了，线程池、数据库连接池、HTTP 连接池等等都是对这个思想的应用。池化技术的思想主要是为了减少每次获取资源的消耗，提高对资源的利用率。

线程池提供了一种限制和管理资源（包括执行一个任务）的方式。 每个线程池还维护一些基本统计信息，例如已完成任务的数量。

Java 锁

【中等】Java 中，根据不同维度划分，锁有哪些分类？⭐⭐

在 Java 中，锁可以按照 多个维度 进行分类，不同维度的锁适用于不同的并发场景。以下是详细的分类：

按锁的公平性划分

Java 内存模型（Java Memory Model），简称 JMM。Java 内存模型的目标是为了解决由可见性和有序性导致的并发安全问题。Java 内存模型通过 屏蔽各种硬件和操作系统的内存访问差异，以实现让 Java 程序在各种平台下都能达到一致的内存访问效果。

物理内存模型

物理机遇到的并发问题与虚拟机中的情况有不少相似之处，物理机对并发的处理方案对于虚拟机的实现也有相当大的参考意义。

硬件处理效率存在很大差异

技术在进步，CPU、内存、I/O 设备的性能也在不断提高。但是，始终存在一个核心矛盾：CPU、内存、I/O 设备存在很大的速度差异 - CPU 远快于内存，内存远快于 I/O 设备。木桶短板理论告诉我们：一只木桶能装多少水，取决于最短的那块木板。同理，程序整体性能取决于最慢的操作（即 I/O 操作），所以单方面提高 CPU、内存的性能是无效的。

简介

Java 并发编程中，分工工具是处理复杂并行任务的核心利器。当单个任务过于庞大或具有复杂的依赖关系时，我们需要将其拆分为多个子任务并行执行，最后汇总结果。Java 提供了多种分工工具来应对不同场景：ForkJoinPool 面向分治递归任务，CompletableFuture 面向异步编排与聚合，CompletionService 面向批量并行任务的结果收集。

对于简单的并行任务，你可以通过"线程池 + Future"的方案来解决；如果任务之间有聚合关系，无论是 AND 聚合还是 OR 聚合，都可以通过 CompletableFuture 来解决；而批量的并行任务，则可以通过 CompletionService 来解决。

【Java 并发】专题系统梳理多线程并发编程的核心知识体系，涵盖 Java 内存模型（JMM）、线程生命周期与同步机制、锁机制（synchronized/ReentrantLock/AQS）、无锁并发（CAS/原子类/ThreadLocal）等核心主题。同时深入线程池原理、并发容器、同步与分工工具类等实战内容，帮助理解并发编程的本质问题与解决方案。

📖 内容

• Java 并发简介 - 关键词：原子性、可见性、有序性、死锁、上下文切换
• Java 并发之内存模型 - 关键词：JMM、Happens-Before、volatile、synchronized、锁升级
• Java 并发之线程 - 关键词：Thread、Runnable、Callable、线程生命周期、interrupt
• Java 并发之锁 - 关键词：ReentrantLock、AQS、CAS、悲观锁、乐观锁
• Java 并发之无锁 - 关键词：CAS、原子类、ThreadLocal、ABA 问题、Copy-on-Write
• Java 并发之 AQS - 关键词：AQS、CLH 队列、独占锁、共享锁、Condition
• Java 并发之容器 - 关键词：ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、BlockingQueue、分段锁、CAS
• Java 并发之线程池 - 关键词：ThreadPoolExecutor、corePoolSize、拒绝策略、workQueue、Executors
• Java 并发之同步工具 - 关键词：CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier、信号量、AQS
• Java 并发之分工工具 - 关键词：CompletableFuture、ForkJoinPool、FutureTask、工作窃取、异步编排

并发简介

【简单】并发和并行有什么区别？⭐⭐

• 什么是并发？
• 什么是并行？
• 并发和并行有什么区别？

并发和并行是最容易让新手费解的概念，那么如何理解二者呢？其最关键的差异在于：是否是同时发生：

• 并发指多个任务在同一时间段内交替执行，以提高系统效率和资源利用率。
• 并行是指具备同时处理多个任务的能力。