课时

本讲解读什么是 Java 中的线程互相阻塞（deadlock，死锁），它为何发生，以及构成它的四个必要条件。通过一个使用 synchronized 的实操示例演示如何复现问题，然后学习预防策略：统一的资源获取顺序、使用带超时的 ReentrantLock.tryLock、缩短临界区，及避免不必要的嵌套锁。还将展示如何通过 Thread Dump 和 jstack 进行诊断、识别 BLOCKED/ WAITING 状态，最后以检查清单和常见错误收尾。

拆解并发异常 Livelock 和 Starvation：它们与 Deadlock 的区别、在代码与日志中的表现。展示 Java 示例：“礼貌的工人”（活锁）以及因优先级和不公平锁导致的饥饿。学习如何发现问题（日志、 Thread dump、 VisualVM、 Java Mission Control）并加以预防：在重试前添加随机延迟（ Thread.sleep）、使用非阻塞算法、通过带公平性标志的 ReentrantLock（ new ReentrantLock(true)）实现公平锁、谨慎划定临界区并避免滥用 setPriority() 与 synchronized。

在本讲中，我们将解释为什么普通集合（ ArrayList、 HashMap）在多线程环境中是危险的，以及包 java.util.concurrent 提供了哪些线程安全的替代方案： ConcurrentHashMap、 CopyOnWriteArrayList、 ConcurrentLinkedQueue、基于跳表（skip-list）的结构和 BlockingQueue。我们将讨论诸如 merge、 putIfAbsent、 computeIfAbsent 之类的原子操作，与 Collections.synchronizedMap 做比较，并给出实践示例与常见错误（弱一致性迭代器、非原子性的操作序列等）。

为什么自增 i ++ 在多线程中不起作用，什么是原子操作，以及包 java.util.concurrent.atomic 如何提供这些操作。我们将讲解 AtomicInteger 和 AtomicReference，方法 incrementAndGet()、 compareAndSet(...)，内部机制 CAS（Compare-And-Swap），以及何时更适合选择 synchronized、何时选择 LongAdder。最后——典型错误：复合操作、ABA 问题以及嵌套对象的线程安全。

如何使用 Thread Dump 搭配 jstack、VisualVM 和 IDE 进行采集与阅读，识别线程状态（ RUNNABLE、 BLOCKED、 WAITING）并定位相互阻塞。我们将讲解在 Java Mission Control 与 Java Flight Recorder 中的线程监控、日志实践（线程名、进入/退出 synchronized）、最小化锁、使用 CountDownLatch 的并发测试，以及一个真实的死锁案例分析。最后——常见错误及其规避方法。

本讲我们解析多线程与并行性的区别：何时重在响应性，何时在多核上获得真实加速。我们将讨论通过 Thread 创建线程、实现 Runnable 以及高级的线程池 ExecutorService，看看一个数组求和的简单示例，分析并行性何时有益、何时有害，以及常见问题：数据竞争、通过 synchronized 进行同步、死锁与负载均衡。最后——对比表和场景可视化。

更专业地实践多线程：将任务提交给 ExecutorService，而不是手动创建 Thread；并管理线程池、队列和生命周期（ shutdown()、 shutdownNow()）。讲解 Runnable 与 Callable<T> 的区别，通过 Future 及其方法（ get()、 isDone()、 cancel(...)、 isCancelled()）获取结果。演示启动多个任务、 invokeAll/ invokeAny、处理 ExecutionException 以及常见错误。

弄清如何用一行代码将普通数据流切换为并行处理——通过 parallelStream() 或 .parallel()，了解 ForkJoinPool.commonPool() 底层在做什么，何时并行确实能加速（大集合、计算开销大的操作），以及何时会变慢。我们将展示过滤、聚合、排序、性能测量的示例，并剖析常见错误： forEach 中的副作用、保持顺序、集合选择以及并行度配置。

Java 并行计算实用指南：任务池 ForkJoinPool 与递归任务 RecursiveTask<T>/ RecursiveAction 的工作原理，work-stealing 算法的优势，如何通过 fork() 拆分任务并在 compute() 内使用 join() 合并结果。我们将解析通过 pool.invoke() 启动、数组求和与查找最大值的示例、 ForkJoinPool 在 parallelStream() 中的位置，以及常见错误与规避方法。

Java 并行编程实用指南：什么时候该使用 ExecutorService，哪里 parallelStream 更合适，以及哪些任务需要 ForkJoinPool。我们将讨论如何使用 ConcurrentHashMap/ CopyOnWriteArrayList 和原子类（ AtomicInteger）来确保线程安全，如何通过 System.nanoTime() 和 JMH 进行性能测量，如何处理来自 Future.get() 和 ForkJoinTask 的错误，如何正确响应 InterruptedException，以及日志记录（ Thread.currentThread().getName()）与测试（ Awaitility）的技巧。最后——工具选择表与常见错误汇总。

讲解如何使用 CompletableFuture 启动与组合异步计算：如何通过 supplyAsync 和 runAsync 启动任务， thenApply、 thenAccept、 thenRun 这些处理器有何区别，以及何时选择它们的异步版本 thenApplyAsync/ thenAcceptAsync/ thenRunAsync。我们还会讨论执行线程（ ForkJoinPool 或你的 Executor）、结果类型（ CompletableFuture<T>、 CompletableFuture<Void>）以及常见错误：阻塞的 get()/ join()、缺少 exceptionally/ handle/ whenComplete 的异常处理，以及试图在 thenRun 内使用结果等问题。