課程

Structured Concurrency 將雜亂無章的執行緒集合轉化為可管理的任務層級結構：你在 StructuredTaskScope 內，以虛擬執行緒啟動子任務，透過 join() 等候它們，集中用 throwIfFailed() 處理錯誤，並用 resultNow()/ result() 取得結果。我們將說明結束策略 ShutdownOnFailure 與 ShutdownOnSuccess，比較它與 CompletableFuture 的差異，看看 HTTP 聚合器的範例，以及使用結構化併發時的常見錯誤。

如何在 Java 中正確取消長時間與阻塞性的操作：透過 Thread.interrupt() 進行協作式中斷，透過 Future.cancel() 取消任務與 CancellationException 的行為， CompletableFuture 的逾時與取消（ orTimeout、 completeOnTimeout），使用 StructuredTaskScope 的結構化併發，設定共同截止時間（time‑budget）並將逾時沿著呼叫堆疊向下傳遞（包含 Instant/ Duration 與 Scoped Values）。並說明處理阻塞 IO 的實務與常見錯誤。

在這堂課中，我們解析來自 java.util.concurrent 的高階同步器： CountDownLatch、 CyclicBarrier、 Phaser 與 Exchanger。學習如何透過 await()/ countDown() 協調任務的啟動與完成，用 await() 構建可重複使用的階段與屏障動作，使用 register()/ arriveAndAwaitAdvance()/ arriveAndDeregister() 管理「樂團」中的動態參與者，並透過 exchange() 兩兩交換資料。實作上，我們會做群體起跑的工作者以及「遊戲 tick」，並拆解常見錯誤： CountDownLatch 的一次性、如何處理 BrokenBarrierException，以及正確的 deregister()。全程免去 wait()/ notify() 的痛苦。

當 ReentrantReadWriteLock 與傳統的 ReadWriteLock 在高負載下開始吃力時，帶有樂觀讀取的 StampedLock 就能派上用場： tryOptimisticRead + validate 的組合在寫入稀少時幾乎能提供「免費」的讀取。我們將拆解鎖的模式、印章（stamps）的用法、對 reentrancy 的限制，並與 ReentrantReadWriteLock 比較；也會看看低爭用的計數器 — LongAdder 與 LongAccumulator — 以及為什麼在競爭下它們能勝過 AtomicLong。最後以實作收尾：讀多寫少的快取與迷你效能測試。

拆解 Java 記憶體模型中的可見性與指令排序規則：happens-before 關係代表什麼，何時以及如何使用 volatile、 synchronized、final 欄位（ final），以及為什麼沒有它們會出現「陳舊」資料。示範安全發布物件、正確的 double-checked locking、透過 VarHandle 進行低階存取、偽共享的影響與 @Contended 註解，還有關於 Thread.start()/ Thread.join()、 Future.get() 與微基準測試 JMH 的實務備註。