Java多线程与并发编程详解：优势、问题与内存模型

深入Java多线程和并发编程是一门针对Java开发人员的重要课程，旨在理解和掌握在处理高并发、CPU密集型、IO密集型以及大数据量和计算量的离线应用时，如何有效地利用多线程和并发技术。课程的核心内容包括以下几个方面： 1. **基础概念**： - CPU：理解处理器的工作原理，如中断处理、调度机制（抢占式和协作式）以及原子操作和CAS（Compare-and-Swap）。 - 操作系统任务调度：涉及抢占式和协作式调度，以及多任务模型（如多进程、多线程和协程/纤程）的差异。 2. **多线程与并发**： - 并发与并行的区别：并发强调一个处理器同时处理多个任务，而并行是多个处理器同时处理多个任务。 - 多线程的优势：提高任务处理效率，减少等待时间，降低线程开销，支持资源共享，以及在多核环境中优化CPU利用率。 - 面临的问题：访问冲突、锁竞争、死锁、锁粒度控制、上下文切换成本，以及同步和内存拷贝的开销。 3. **线程安全与Java内存模型**： - Java内存模型解释了线程之间的可见性问题，包括working memory（工作内存）和main memory（主内存）的交互，以及JIT（即时编译器）如何优化代码和内存重排序。 - volatile关键字和happens-before原则的应用，确保数据的一致性，例如对象监视器的解锁顺序和volatile变量读写的顺序。 4. **示例代码**： - 提供了一个名为`NoVisibility`的类，展示了不正确的线程可见性可能导致的问题，通过这个例子，学员可以学习如何避免这些问题，确保正确实现线程安全。 通过这门课程，学习者将建立起关于Java多线程和并发编程的扎实理论基础，以及如何在实际项目中有效地设计和管理线程，以提升应用的性能和可靠性。在实践中，他们还将学习如何使用锁、条件变量、并发集合等Java并发工具来管理和协调多个线程。这门课程对于提升软件工程师的并发编程能力至关重要。