并发编程艺术：工具与框架详解

并发编程的艺术是一份深入探讨多线程和并发编程实践的PPT，它由郑思雨主讲，旨在帮助项目团队理解并掌握这一关键领域。主要内容包括以下几个方面： 1. **并发编程基础**：讲解了并发编程的基本概念，强调上下文切换在程序执行中的重要性，以及如何通过减少上下文切换次数来优化性能。在操作系统层面，一次任务从保存到重新加载的状态转换即构成一次上下文切换。 2. **并发同步工具**：介绍了四个重要的并发同步工具： - **无锁并发编程**：通过将数据分散存储在不同段中，如使用类似ConcurrentHashMap的结构，利用某种算法进行数据映射，避免了传统的锁机制，从而提高并发性能。 - **CAS算法**：Java中的原子操作类（如AtomicInteger、AtomicLong）利用Compare and Swap (CAS)算法实现数据的一致性和完整性。这是一种低级的并发控制技术，常用于实现无锁数据结构。 3. **合理线程数设置**：讨论了如何根据应用程序特性设置合适的线程数量，建议通过查看系统资源，如`cat/proc/cpuinfo`命令来确定物理CPU个数、核心数，从而估算逻辑CPU数，特别提到了超线程技术对逻辑CPU的影响。 4. **协程与线程管理**：提到协程作为一种在单线程内实现多任务调度的方式，比如Java中的Kilim框架，它可以在多个任务间高效地进行上下文切换，减少了线程间的切换开销。 5. **无锁并发编程实例**：详细剖析了ConcurrentHashMap的设计，特别是Node数组、链表和红黑树的结合，展示了JDK 1.8之后的数据结构优化。 6. **并发控制机制**：涵盖了Lock同步器（如ReentrantLock）、阻塞队列、执行器（Executor）和并发容器（如AQS抽象同步器），以及非阻塞数据结构（如Atomic变量类）的使用，重点提及了Volatile变量的读写和CAS算法。 7. **并发通信工具**：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore和Exchanger等同步原语的介绍，CountDownLatch被比喻为倒计数锁存器，用于控制线程等待其他线程完成特定任务，它们都提供了不同的并发协调方式。 这份PPT提供了一个全面的学习框架，帮助读者理解并发编程的核心概念、工具和实践技巧，对于提升软件性能和优化多线程编程至关重要。