Java多线程编程从入门到实战:彻底搞懂高并发核心原理
“为什么你的多线程代码总是Bug频出？面试一问高并发就懵？”
本文用 20个真实场景案例 + 6个可运行Demo，带你从线程底层原理直捣高并发实战，彻底告别线程安全、死锁、性能瓶颈！
（文末送《Java并发编程核心笔记》，先赞后看，养成习惯）
一、为什么多线程是Java程序员的分水岭？
- 数据说话：BAT大厂招聘中，90%的Java岗位要求精通多线程与高并发设计
- 薪资差距：掌握并发编程的程序员平均薪资高出30%（数据来源：拉勾网）
- 高频面试题：线程状态切换、synchronized与Lock区别、CAS原理、线程池参数
二、多线程底层原理（图解）
1. 线程 vs 进程
java
// 进程：独立的JVM实例
// 线程：进程内的执行单元，共享堆内存，独立栈内存2. Java内存模型（JMM）
- 可见性问题：volatile关键字如何解决？（MESI协议）
- 原子性问题：i++为何不安全？（非原子操作拆分为3步）
- 有序性问题：指令重排序与happens-before原则
3. 线程生命周期
复制
新建(New) → 就绪(Runnable) → 运行(Running) → 阻塞(Blocked) → 死亡(Terminated) - 关键方法：start()、run()、sleep()、wait()、notify()、join()
三、手写6个Demo，彻底掌握核心API
Demo1：三种创建线程的方式
java
// 方式1：继承Thread类
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("Thread running: " + Thread.currentThread().getName());
}
}
// 方式2：实现Runnable接口
Runnable task = () -> System.out.println("Runnable task: " + Thread.currentThread().getName());
new Thread(task).start();
// 方式3：FutureTask + Callable（获取返回值）
Callable callable = () -> { return 42; };
FutureTask futureTask = new FutureTask<>(callable);
new Thread(futureTask).start();
System.out.println("Result: " + futureTask.get()); Demo2：synchronized锁的两种用法
java
// 1. 同步代码块
public void add() {
synchronized(this) {
count++;
}
}
// 2. 同步方法
public synchronized void subtract() {
count--;
} Demo3：ReentrantLock公平锁 vs 非公平锁
java
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); // true为公平锁
lock.lock();
try {
// 临界区代码
} finally {
lock.unlock();
} Demo4：线程池参数调优实战
java
ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(
4, // 核心线程数
8, // 最大线程数
60, // 空闲线程存活时间
TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingQueue<>(100), // 任务队列
Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒绝策略
);
// 提交任务
executor.submit(() -> System.out.println("Task executed by " + Thread.currentThread().getName())); Demo5：CountDownLatch实现并行任务汇总
java
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
// 三个子线程执行任务
for (int i = 0; i < 3 i new thread -> {
System.out.println("子线程完成任务");
latch.countDown();
}).start();
}
latch.await(); // 主线程等待
System.out.println("所有子线程执行完毕，继续主线程"); Demo6：CompletableFuture异步编排（Java8+）
java
CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
.thenApplyAsync(s -> s + " World")
.thenAcceptAsync(System.out::println); 四、多线程避坑指南（血泪经验总结）
- 死锁四大条件：互斥、请求与保持、不可剥夺、循环等待
→ 解决方案：统一加锁顺序、设置超时时间 - 线程池参数误区
- 核心线程数=CPU核数？
- I/O密集型任务：核心数 = 2*CPU核数
- CPU密集型任务：核心数 = CPU核数 + 1
- ThreadLocal内存泄漏
- 必须手动remove()！
- 使用弱引用优化（但治标不治本）
- volatile的陷阱
- 能保证可见性，但无法保证原子性
- 适用场景：单写多读（如状态标志位）
五、高并发实战：设计一个秒杀系统
核心思路：
- 前端限流：按钮置灰、验证码
- 库存预扣减：Redis分布式锁 + Lua脚本原子操作
- 请求削峰：MQ异步处理订单
- 兜底策略：数据库最终一致性校验
java
// 伪代码示例：Redis扣减库存
String key = "seckill:stock:" + productId;
String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) > 0 then redis.call('decr', KEYS[1]) return 1 else return 0 end";
Long result = redisTemplate.execute(
new DefaultRedisScript<>(script, Long.class),
Collections.singletonList(key)
);
if (result == 1) {
// 生成订单
} 六、免费福利 & 下期预告
福利：
关注并私信“并发”，免费领取：
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- 大厂高并发面试题集（含答案）
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下期预告：
《Java内存泄漏排查实战：从MAT到Arthas，手把手教你揪出元凶！》