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 作者個人研發(fā)的在高并發(fā)場景下，提供的簡單、穩(wěn)定、可擴展的延遲消息隊列框架，具有精準的定時任務(wù)和延遲隊列處理功能。自開源半年多以來，已成功為十幾家中小型企業(yè)提供了精準定時調(diào)度方案，經(jīng)受住了生產(chǎn)環(huán)境的考驗。為使更多童鞋受益，現(xiàn)給出開源框架地址：https://github.com/sunshinelyz/mykit-delay

寫在前面

寫【高并發(fā)專題】有一段時間了，一些讀者朋友留言說，并發(fā)編程很難，學(xué)習(xí)了很多的知識，但是在實際工作中卻無從下手。對于一個線上產(chǎn)生的并發(fā)問題，又不知產(chǎn)生這個問題的原因究竟是什么。對于并發(fā)編程，感覺上似乎是掌握了，但是真正用起來卻不是那么回事!

其實，造成這種現(xiàn)象的本質(zhì)原因就是沒有透徹的理解并發(fā)編程的精髓，而學(xué)好并發(fā)編程的關(guān)鍵是需要弄懂三個核心問題：分工、同步和互斥

分工

比較官方的解釋為：分工就是將一個比較大的任務(wù)，拆分成多個大小合適的任務(wù)，交給合適的線程去完成，強調(diào)的是性能。

如果你還不能夠理解什么是分工，這里，我們可以做一個假設(shè)。假設(shè)你是一個XXX上市公司的CEO，你的工作是如何管理好你的公司。但是，就如何管理好公司而言，涉及到的任務(wù)就比較多了，我們可以將其看做一個很大的任務(wù)，這個很大的任務(wù)，細看的話可以包括：人員招聘和管理、產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)、運營和推廣、公司稅務(wù)等等。那細化后這么多的任務(wù)交給你一個人去做，想必你一定是崩潰的。即使你能夠挺住，估計你一個人把這所有的任務(wù)完成，那黃花菜也就涼了!到時，估計你就會偷偷的躲在角落里唱“涼涼”了。。。

所以，如果你真的想管理好你的公司，你就需要將這些任務(wù)分解，分工細化，將人員招聘和管理的任務(wù)交給人力資源部門去完成，將產(chǎn)品的設(shè)計交給設(shè)計部門去完成，將產(chǎn)品的開發(fā)交給開發(fā)部門去完成，將運營和推廣交給運營和市場部門去完成，將公司稅務(wù)交給財務(wù)部門去完成。此時，你的任務(wù)就是及時了解各個部門的工作情況，統(tǒng)籌并協(xié)調(diào)各部門的工作，并思考如何規(guī)劃公司的未來。

其實，這里你將管理公司的任務(wù)拆解、細化分工之后，你會發(fā)現(xiàn)，其實各部門之間的工作是并行執(zhí)行的。比如：人力資源部門在管理員工的績效考核時，同時產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)部門正在設(shè)計和開發(fā)公司的產(chǎn)品，與此同時，公司的運營正在和設(shè)計與開發(fā)溝通如何更好的完善公司的產(chǎn)品，而推廣部門正在加大力度宣傳和推廣公司的產(chǎn)品。而財務(wù)部門正在統(tǒng)計和計算公司的各種財務(wù)報表等。一切都是那么的有條不紊!

所以，安排合適的人去做合適的事情，在實際工作中是非常重要的。這映射到并發(fā)編程領(lǐng)域也是同樣的道理。如果將所有的任務(wù)交給一個線程執(zhí)行，就好比將公司的所有事情交給你一個人去做一樣。等到把事情做完了，黃花菜也涼了。所以，在并發(fā)編程中，我們同樣需要將任務(wù)進行拆解，分工給合適的線程去完成。

在并發(fā)編程領(lǐng)域，還需要注意一個問題就是：分工給合適的線程去做。 也就是說，應(yīng)該主線程執(zhí)行的任務(wù)不要交給子線程去做，否則，是解決不了問題的。這就好比一家公司的CEO將如何規(guī)劃公司的未來交給一個產(chǎn)品開發(fā)人員去做一樣，這不僅不能規(guī)劃好公司的未來，甚至?xí)c公司的價值觀背道而馳。

在JavaSDK中的：Executor、Fork/Join和Future都是實現(xiàn)分工的一種方式。

同步

在并發(fā)編程中的同步，主要指的是一個線程執(zhí)行完任務(wù)后，如何通知其他的線程繼續(xù)執(zhí)行，強調(diào)的是性能。

將任務(wù)拆分，并且合理的分工給了每個人，接下來就是如何同步每個人的任務(wù)了。

假設(shè)小明是一名前端開發(fā)人員，他渲染頁面的數(shù)據(jù)需要等待小剛的接口完成，而小剛寫接口又需要等待小李的服務(wù)開發(fā)完成。也就是說，任務(wù)之間是存在依賴關(guān)系的，前面的任務(wù)完成后，才能進行后面的任務(wù)。

對于實際工作中，這種任務(wù)的同步，大多數(shù)靠的是人與人之間的溝通，小李的服務(wù)寫完了，告訴小剛，小剛則馬上進行接口開發(fā)，等小剛的接口開發(fā)完成后，又告訴了小明，小明馬上調(diào)用接口將返回的數(shù)據(jù)渲染在頁面上。

這種同步機制映射到并發(fā)編程領(lǐng)域，就是一個線程的任務(wù)執(zhí)行完畢之后，通知其他的后續(xù)線程執(zhí)行任務(wù)。

對于這種線程之間的同步，我們可以使用下面的 if 偽代碼來表示。

if(前面的任務(wù)完成){ 
    執(zhí)行當前任務(wù) 
}else{ 
    繼續(xù)等待前面任務(wù)的執(zhí)行 
} 

如果為了更能夠及時的判斷出前面的任務(wù)是否已經(jīng)完成，我們也可以使用 while 偽代碼來表示。

while(前面的任務(wù)未完成){ 
    繼續(xù)等待前面任務(wù)的執(zhí)行 
} 
執(zhí)行當前任務(wù) 

上述偽代碼表示的意義是相同的：當線程執(zhí)行的條件不滿足時，線程需要繼續(xù)等待，一旦條件滿足，就需要喚醒等待的線程繼續(xù)執(zhí)行。

在并發(fā)編程領(lǐng)域，一個典型的場景就是生產(chǎn)者-消費者模型。當隊列滿時，生產(chǎn)者線程需要等待，隊列不滿時，需要喚醒生產(chǎn)者線程;當隊列為空時，消費者線程需要等待，隊列不空時，需要喚醒消費者。我們可以使用下面的偽代碼來表示生產(chǎn)者-消費者模型。

• 生產(chǎn)者

while(隊列已滿){ 
    生產(chǎn)者線程等待 
} 
喚醒生產(chǎn)者 

• 消費者

while(隊列為空){ 
    消費者等待 
} 
喚醒消費者 

在Java的SDK中，提供了一些實現(xiàn)線程之間同步的工具類，比如說：CountDownLatch、 CyclicBarrier 等。

互斥

同一時刻，只允許一個線程訪問共享變量，強調(diào)的是線程執(zhí)行任務(wù)的正確性。

在并發(fā)編程領(lǐng)域，分工和同步強調(diào)的是執(zhí)行任務(wù)的性能，而線程之間的互斥則強調(diào)的是線程執(zhí)行任務(wù)的正確性，也就是線程的安全問題。如果多個線程同時訪問同一個共享變量，則可能會發(fā)生意想不到的后果，而這種意想不到的后果主要是由線程的可見性、原子性和有序性問題產(chǎn)生的。而解決可見性、原子性和有序性問題的核心，就是互斥。

關(guān)于互斥，我們可以用現(xiàn)實中的一個場景來描述：多個岔路口的車輛需要匯入一條道路中，而這條道路一次只能允許通過一輛車，此時，車輛就需要排隊依次進入路口。

Java中提供的synchronized、Lock、ThreadLocal、final關(guān)鍵字等都可以解決互斥的問題。

例如，我們以synchronized為例來說明如何進行線程間的互斥，偽代碼如下所示。

//修飾方法 
public synchronized void xxx(){ 
     
} 
//修飾代碼塊 
public void xxx(){ 
    synchronized(obj){ 
         
    } 
} 
//修飾代碼塊 
public void xxx(){ 
    synchronized(XXX.class){ 
         
    } 
} 
//修飾靜態(tài)方法 
public synchronized static void xxx(){ 
     
} 

總結(jié)并發(fā)編程旨在最大限度的利用計算機的資源，提高程序執(zhí)行的性能，這需要線程之間的分工和同步來實現(xiàn)，在保證性能的同時，又需要保證線程的安全，這就又需要保證線程之間的互斥性。而并發(fā)編程的難點問題，往往又是由可見性、原子性和有序性問題導(dǎo)致的。所以，我們在學(xué)習(xí)并發(fā)編程時，一定要先弄懂線程之間的分工、同步和互斥。

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