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如何深入学习Java并发编程？

想深入研究Java高并发 目前对多线程的一些基础概念已经掌握了。也会写简单的并发程序。 《深入理解Java虚拟机》和《Java并发编程实践》这两本书还…
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全文可以参考：

知识体系

整体的知识体系如下：


Java 并发之基础

A. Java进阶 - Java 并发之基础 ：首先全局的了解并发的知识体系，同时了解并发理论基础和线程基础，并发关键字等，这些是你理解Java并发框架的基础。@pdai

Java 并发 - 知识体系 | Java 全栈知识体系

Java 并发 - 理论基础

    • 多线程的出现是要解决什么问题的？
    • 线程不安全是指什么？举例说明
    • 并发出现线程不安全的本质什么？可见性，原子性和有序性。
    • Java是怎么解决并发问题的？3个关键字，JMM和8个Happens-Before
    • 线程安全是不是非真即假？不是
    • 线程安全有哪些实现思路？
    • 如何理解并发和并行的区别？

Java 并发 - 线程基础

    • 线程有哪几种状态？分别说明从一种状态到另一种状态转变有哪些方式？
    • 通常线程有哪几种使用方式？
    • 基础线程机制有哪些？
    • 线程的中断方式有哪些？
    • 线程的互斥同步方式有哪些？如何比较和选择？
    • 线程之间有哪些协作方式？

Java 并发关键字

关键字: synchronized详解

    • Synchronized可以作用在哪里？分别通过对象锁和类锁进行举例。
    • Synchronized本质上是通过什么保证线程安全的？分三个方面回答：加锁和释放锁的原理，可重入原理，保证可见性原理。
    • Synchronized由什么样的缺陷？ Java Lock是怎么弥补这些缺陷的。
    • Synchronized和Lock的对比，和选择？
    • Synchronized在使用时有何注意事项？
    • Synchronized修饰的方法在抛出异常时,会释放锁吗？
    • 多个线程等待同一个snchronized锁的时候，JVM如何选择下一个获取锁的线程？
    • Synchronized使得同时只有一个线程可以执行，性能比较差，有什么提升的方法？
    • 我想更加灵活地控制锁的释放和获取(现在释放锁和获取锁的时机都被规定死了)，怎么办？
    • 什么是锁的升级和降级？什么是JVM里的偏斜锁、轻量级锁、重量级锁？
    • 不同的JDK中对Synchronized有何优化？

关键字: volatile详解

    • volatile关键字的作用是什么？
    • volatile能保证原子性吗？
    • 之前32位机器上共享的long和double变量的为什么要用volatile？现在64位机器上是否也要设置呢？
    • i++为什么不能保证原子性？
    • volatile是如何实现可见性的？ 内存屏障。
    • volatile是如何实现有序性的？ happens-before等
    • 说下volatile的应用场景？

关键字: final详解

    • 所有的final修饰的字段都是编译期常量吗？
    • 如何理解private所修饰的方法是隐式的final？
    • 说说final类型的类如何拓展？比如String是final类型，我们想写个MyString复用所有String中方法，同时增加一个新的toMyString()的方法，应该如何做？
    • final方法可以被重载吗？可以
    • 父类的final方法能不能够被子类重写？不可以
    • 说说final域重排序规则？
    • 说说final的原理？
    • 使用 final 的限制条件和局限性？
    • 看本文最后的一个思考题

Java 并发之J.U.C框架

B. Java进阶 - Java 并发之J.U.C框架 ：然后需要对J.U.C框架五大类详细解读，包括：Lock框架，并发集合, 原子类, 线程池和工具类。@pdai

Java 并发之J.U.C框架【1/5】：CAS及原子类

B.1 Java进阶 - Java 并发之J.U.C框架【1/5】：CAS及原子类 ：从最核心的CAS, Unsafe和原子类开始分析。
  • JUC原子类: CAS, Unsafe和原子类详解
    • 线程安全的实现方法有哪些？
    • 什么是CAS？
    • CAS使用示例，结合AtomicInteger给出示例？
    • CAS会有哪些问题？
    • 针对这这些问题，Java提供了哪几个解决的？
    • AtomicInteger底层实现？CAS+volatile
    • 请阐述你对Unsafe类的理解？
    • 说说你对Java原子类的理解？包含13个，4组分类，说说作用和使用场景。
    • AtomicStampedReference是什么？
    • AtomicStampedReference是怎么解决ABA的？内部使用Pair来存储元素值及其版本号
    • java中还有哪些类可以解决ABA的问题？AtomicMarkableReference

Java 并发之J.U.C框架【2/5】：锁

B.2 Java进阶 - Java 并发之J.U.C框架【2/5】：锁 ：然后分析JUC中锁。
  • JUC锁: LockSupport详解
    • 为什么LockSupport也是核心基础类？AQS框架借助于两个类：Unsafe(提供CAS操作)和LockSupport(提供park/unpark操作)
    • 写出分别通过wait/notify和LockSupport的park/unpark实现同步？
    • LockSupport.park()会释放锁资源吗？那么Condition.await()呢？
    • Thread.sleep()、Object.wait()、Condition.await()、LockSupport.park()的区别？重点
    • 如果在wait()之前执行了notify()会怎样？
    • 如果在park()之前执行了unpark()会怎样？

JUC锁: 锁核心类AQS详解

    • 什么是AQS？为什么它是核心?
    • AQS的核心思想是什么？它是怎么实现的？底层数据结构等
    • AQS有哪些核心的方法？
    • AQS定义什么样的资源获取方式？AQS定义了两种资源获取方式： 独占 (只有一个线程能访问执行，又根据是否按队列的顺序分为 公平锁 和 非公平锁 ，如 ReentrantLock ) 和 共享 (多个线程可同时访问执行，如 Semaphore 、 CountDownLatch 、 CyclicBarrier )。 ReentrantReadWriteLock 可以看成是组合式，允许多个线程同时对某一资源进行读。
    • AQS底层使用了什么样的设计模式？模板
    • AQS的应用示例？

JUC锁: ReentrantLock详解

    • 什么是可重入，什么是可重入锁？它用来解决什么问题？
    • ReentrantLock的核心是AQS，那么它怎么来实现的，继承吗？说说其类内部结构关系。
    • ReentrantLock是如何实现公平锁的？
    • ReentrantLock是如何实现非公平锁的？
    • ReentrantLock默认实现的是公平还是非公平锁？
    • 使用ReentrantLock实现公平和非公平锁的示例？
    • ReentrantLock和Synchronized的对比？

JUC锁: ReentrantReadWriteLock详解

    • 为了有了ReentrantLock还需要ReentrantReadWriteLock？
    • ReentrantReadWriteLock底层实现原理？
    • ReentrantReadWriteLock底层读写状态如何设计的？高16位为读锁，低16位为写锁
    • 读锁和写锁的最大数量是多少？
    • 本地线程计数器ThreadLocalHoldCounter是用来做什么的？
    • 缓存计数器HoldCounter是用来做什么的？
    • 写锁的获取与释放是怎么实现的？
    • 读锁的获取与释放是怎么实现的？
    • RentrantReadWriteLock为什么不支持锁升级？
    • 什么是锁的升降级？RentrantReadWriteLock为什么不支持锁升级？

Java 并发之J.U.C框架【3/5】：集合

B.3 Java进阶 - Java 并发之J.U.C框架【3/5】：集合 ：再理解JUC中重要的支持并发的集合。
  • JUC集合: ConcurrentHashMap详解
    • 为什么HashTable慢? 它的并发度是什么？那么ConcurrentHashMap并发度是什么？
    • ConcurrentHashMap在JDK1.7和JDK1.8中实现有什么差别？JDK1.8解決了JDK1.7中什么问题
    • ConcurrentHashMap JDK1.7实现的原理是什么？分段锁机制
    • ConcurrentHashMap JDK1.8实现的原理是什么？数组+链表+红黑树，CAS
    • ConcurrentHashMap JDK1.7中Segment数(concurrencyLevel)默认值是多少？为何一旦初始化就不可再扩容？
    • ConcurrentHashMap JDK1.7说说其put的机制？
    • ConcurrentHashMap JDK1.7是如何扩容的？rehash(注：segment 数组不能扩容，扩容是 segment 数组某个位置内部的数组 HashEntry<K,V>[] 进行扩容)
    • ConcurrentHashMap JDK1.8是如何扩容的？tryPresize
    • ConcurrentHashMap JDK1.8链表转红黑树的时机是什么？临界值为什么是8？
    • ConcurrentHashMap JDK1.8是如何进行数据迁移的？transfer

JUC集合: CopyOnWriteArrayList详解

    • 请先说说非并发集合中Fail-fast机制？
    • 再为什么说ArrayList查询快而增删慢？
    • 对比ArrayList说说CopyOnWriteArrayList的增删改查实现原理? COW基于拷贝
    • 再说下弱一致性的迭代器原理是怎么样的？ COWIterator<E>
    • CopyOnWriteArrayList为什么并发安全且性能比Vector好？
    • CopyOnWriteArrayList有何缺陷，说说其应用场景？

JUC集合: ConcurrentLinkedQueue详解

    • 要想用线程安全的队列有哪些选择？Vector， Collections.synchronizedList( List<T> list) , ConcurrentLinkedQueue等
    • ConcurrentLinkedQueue实现的数据结构？
    • ConcurrentLinkedQueue底层原理？ 全程无锁(CAS)
    • ConcurrentLinkedQueue的核心方法有哪些？offer()，poll()，peek()，isEmpty()等队列常用方法
    • 说说ConcurrentLinkedQueue的HOPS(延迟更新的策略)的设计？
    • ConcurrentLinkedQueue适合什么样的使用场景？

JUC集合: BlockingQueue详解

    • 什么是BlockingDeque？
    • BlockingQueue大家族有哪些？ArrayBlockingQueue, DelayQueue, LinkedBlockingQueue, SynchronousQueue...
    • BlockingQueue适合用在什么样的场景？
    • BlockingQueue常用的方法？
    • BlockingQueue插入方法有哪些？这些方法( add(o) , offer(o) , put(o) , offer(o, timeout, timeunit) )的区别是什么？
    • BlockingDeque 与BlockingQueue有何关系，请对比下它们的方法？
    • BlockingDeque适合用在什么样的场景？
    • BlockingDeque大家族有哪些？
    • BlockingDeque 与BlockingQueue实现例子？

Java 并发之J.U.C框架【4/5】：线程池

B.4 Java进阶 - Java 并发之J.U.C框架【4/5】：线程池 ：再者分析JUC中非常常用的线程池等。
  • JUC线程池: FutureTask详解
    • FutureTask用来解决什么问题的？为什么会出现？
    • FutureTask类结构关系怎么样的？
    • FutureTask的线程安全是由什么保证的？
    • FutureTask结果返回机制？
    • FutureTask内部运行状态的转变？
    • FutureTask通常会怎么用？举例说明。

JUC线程池: ThreadPoolExecutor详解

    • 为什么要有线程池？
    • Java是实现和管理线程池有哪些方式？ 请简单举例如何使用。
    • 为什么很多公司不允许使用Executors去创建线程池？那么推荐怎么使用呢？
    • ThreadPoolExecutor有哪些核心的配置参数？请简要说明
    • ThreadPoolExecutor可以创建哪是哪三种线程池呢？
    • 当队列满了并且worker的数量达到maxSize的时候，会怎么样？
    • 说说ThreadPoolExecutor有哪些RejectedExecutionHandler策略？默认是什么策略？
    • 简要说下线程池的任务执行机制？execute –> addWorker –>runworker (getTask)
    • 线程池中任务是如何提交的？
    • 线程池中任务是如何关闭的？
    • 在配置线程池的时候需要考虑哪些配置因素？
    • 如何监控线程池的状态？

JUC线程池: ScheduledThreadPool详解

    • ScheduledThreadPoolExecutor要解决什么样的问题？
    • ScheduledThreadPoolExecutor相比ThreadPoolExecutor有哪些特性？
    • ScheduledThreadPoolExecutor有什么样的数据结构，核心内部类和抽象类？
    • ScheduledThreadPoolExecutor有哪两个关闭策略？区别是什么？
    • ScheduledThreadPoolExecutor中scheduleAtFixedRate 和 scheduleWithFixedDelay区别是什么？
    • 为什么ThreadPoolExecutor 的调整策略却不适用于 ScheduledThreadPoolExecutor？
    • Executors 提供了几种方法来构造 ScheduledThreadPoolExecutor？

JUC线程池: Fork/Join框架详解

    • Fork/Join主要用来解决什么样的问题？
    • Fork/Join框架是在哪个JDK版本中引入的？
    • Fork/Join框架主要包含哪三个模块？模块之间的关系是怎么样的？
    • ForkJoinPool类继承关系？
    • ForkJoinTask抽象类继承关系？在实际运用中，我们一般都会继承 RecursiveTask 、RecursiveAction 或 CountedCompleter 来实现我们的业务需求，而不会直接继承 ForkJoinTask 类。
    • 整个Fork/Join 框架的执行流程/运行机制是怎么样的？
    • 具体阐述Fork/Join的分治思想和work-stealing 实现方式？
    • 有哪些JDK源码中使用了Fork/Join思想？
    • 如何使用Executors工具类创建ForkJoinPool?
    • 写一个例子: 用ForkJoin方式实现1+2+3+...+100000?
    • Fork/Join在使用时有哪些注意事项？结合JDK中的斐波那契数列实例具体说明。

Java 并发之J.U.C框架【5/5】：工具类

B.5 Java进阶 - Java 并发之J.U.C框架【5/5】：工具类 ：最后来看下JUC中有哪些工具类，以及线程隔离术ThreadLocal。
  • JUC工具类: CountDownLatch详解
    • 什么是CountDownLatch？
    • CountDownLatch底层实现原理？
    • CountDownLatch一次可以唤醒几个任务？多个
    • CountDownLatch有哪些主要方法？await(),countDown()
    • CountDownLatch适用于什么场景？
    • 写道题：实现一个容器，提供两个方法，add，size 写两个线程，线程1添加10个元素到容器中，线程2实现监控元素的个数，当个数到5个时，线程2给出提示并结束? 使用CountDownLatch 代替wait notify 好处。

JUC工具类: CyclicBarrier详解

    • 什么是CyclicBarrier？
    • CyclicBarrier底层实现原理？
    • CountDownLatch和CyclicBarrier对比？
    • CyclicBarrier的核心函数有哪些？
    • CyclicBarrier适用于什么场景？

JUC工具类: Semaphore详解

    • 什么是Semaphore？
    • Semaphore内部原理？
    • Semaphore常用方法有哪些？如何实现线程同步和互斥的？
    • Semaphore适合用在什么场景？
    • 单独使用Semaphore是不会使用到AQS的条件队列？
    • Semaphore中申请令牌(acquire)、释放令牌(release)的实现？
    • Semaphore初始化有10个令牌，11个线程同时各调用1次acquire方法，会发生什么？
    • Semaphore初始化有10个令牌，一个线程重复调用11次acquire方法，会发生什么？
    • Semaphore初始化有1个令牌，1个线程调用一次acquire方法，然后调用两次release方法，之后另外一个线程调用acquire(2)方法，此线程能够获取到足够的令牌并继续运行吗？
    • Semaphore初始化有2个令牌，一个线程调用1次release方法，然后一次性获取3个令牌，会获取到吗？

JUC工具类: Phaser详解

    • Phaser主要用来解决什么问题？
    • Phaser与CyclicBarrier和CountDownLatch的区别是什么？
    • 如果用CountDownLatch来实现Phaser的功能应该怎么实现？
    • Phaser运行机制是什么样的？
    • 给一个Phaser使用的示例？

JUC工具类: Exchanger详解

    • Exchanger主要解决什么问题？
    • 对比SynchronousQueue，为什么说Exchanger可被视为 SynchronousQueue 的双向形式？
    • Exchanger在不同的JDK版本中实现有什么差别？
    • Exchanger实现机制？
    • Exchanger已经有了slot单节点，为什么会加入arena node数组？什么时候会用到数组？
    • arena可以确保不同的slot在arena中是不会相冲突的，那么是怎么保证的呢？
    • 什么是伪共享，Exchanger中如何体现的？
    • Exchanger实现举例

Java 并发 - ThreadLocal详解

    • 什么是ThreadLocal？用来解决什么问题的？
    • 说说你对ThreadLocal的理解
    • ThreadLocal是如何实现线程隔离的？
    • 为什么ThreadLocal会造成内存泄露？如何解决
    • 还有哪些使用ThreadLocal的应用场景？

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