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你为什么需要学习并发编程？

2023-09-18 15:42:25

来源：极客时间

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管程作为一种解决并发问题的模型你说并发编程难学吗当你理解或学习并发编程的时候很多人急于学习 Java 并发编程技术很多人在学习并发编程的时候你如果要学习其他语言的并发编程类库并发编程并不是 Java

你好，我是王宝令，资深架构师，目前从事电商架构的设计工作。从毕业到现在，我前前后后写了 15 年的程序，刚毕业的时候从事证券业务的开发，开发语言是 C/C++，之后从事 ERP 产品的研发，开发语言主要是 C# 和 Java，最近几年主要是从事 Java 开发平台和基础中间件的设计开发工作。

还记得毕业后我接触的第一个项目是证券相关的，国外的同事用 C 语言写了一个内存数据库，代码写得极为简练优美，我当时怀着无比崇敬的心情把代码看了又看，看完感觉受益匪浅。不过兴奋之余，我也有些焦虑，因为其中一块并发相关的代码，我看得是云里雾里，总感觉自己没有悟透。

我下意识地告诉自己说这块的知识积累还不够，所以要勤学苦练。你可知道，15 年前相关的学习资料并不多，我的师傅向我推荐了《操作系统原理》这本教材，他说：“并发编程最早的应用领域就是操作系统的实现，你把这本书看懂了，并发的问题自然就解决了。”但是理论和实践之间总是有鸿沟的，之后好多年，最让我感到无助的还是处理并发相关的问题。

并发编程的掌握过程并不容易。我相信为了解决这个问题，你也听别人总结过并发编程的第一原则，那就是不要写并发程序。这个原则在我刚毕业的那几年曾经是行得通的，那个时候多核服务器还是一种奢侈品，系统的并发量也很低，借助数据库和类似 Tomcat 这种中间件，我们基本上不用写并发程序。或者说，并发问题基本上都被中间件和数据库解决了。

**但是最近几年，并发编程已经慢慢成为一项必备技能。**

这主要是硬件的驱动以及国内互联网行业的飞速发展决定的，现在 64 核的服务器已经飞入寻常百姓家，大型互联网厂商的系统并发量轻松过百万，传统的中间件和数据库已经不能为我们遮风挡雨，反而成了瓶颈所在。

于是，并发编程最近几年成为非常热门的领域，人才稀缺。但与此同时，关于并发编程的书籍也渐渐丰富起来了。所以当极客时间团队和我聊这个专栏的时候，我的第一个疑问就是目前市面上已经有很多这方面的图书了，而且很多都非常优秀，是否还有必要搞一个这样的专栏。

但是深入想过之后，我坚定了写作的信心。这些年接触的大部分同学，都是工作几年后很多技术突飞猛进，却只有并发编程成为瓶颈，虽然并发相关的类库他们也熟悉，却总是写不出正确、高效的并发程序，原因在哪里？我发现很多人是因为某个地方有了盲点，忽略了一些细节，但恰恰是这些细节决定了程序的正确性和效率。

而这个盲点有时候涉及对操作系统的理解，有时候又涉及一点硬件知识，非常复杂，如果要推荐相关图书，可能要推荐好几本，这就有点“大炮打蚊子”的感觉了，效率很差。同时图书更追求严谨性，却也因此失掉了形象性，所以阅读的过程也确实有点艰辛。

我想，如果能够把这些问题解决，那么做这个事情应该是有意义的。

例如，Java 里 synchronized、wait()/notify() 相关的知识很琐碎，看懂难，会用更难。但实际上 synchronized、wait()、notify() 不过是操作系统领域里管程模型的一种实现而已，Java SDK 并发包里的条件变量 Condition 也是管程里的概念，synchronized、wait()/notify()、条件变量这些知识如果单独理解，自然是管中窥豹。但是如果站在管程这个理论模型的高度，你就会发现这些知识原来这么简单，同时用起来也就得心应手了。

管程作为一种解决并发问题的模型，是继信号量模型之后的一项重大创新，它与信号量在逻辑上是等价的（可以用管程实现信号量，也可以用信号量实现管程），但是相比之下管程更易用。而且，很多编程语言都支持管程，搞懂管程，对学习其他很多语言的并发编程有很大帮助。然而，很多人急于学习 Java 并发编程技术，却忽略了技术背后的理论和模型，而理论和模型却往往比具体的技术更为重要。

此外，Java 经过这些年的发展，Java SDK 并发包提供了非常丰富的功能，对于初学者来说可谓是眼花缭乱，好多人觉得无从下手。但是，Java SDK 并发包乃是并发大师 Doug Lea 出品，堪称经典，它内部一定是有章可循的。那它的章法在哪里呢？

**其实并发编程可以总结为三个核心问题：分工、同步、互斥。**

所谓分工指的是如何高效地拆解任务并分配给线程，而同步指的是线程之间如何协作，互斥则是保证同一时刻只允许一个线程访问共享资源。Java SDK 并发包很大部分内容都是按照这三个维度组织的，例如 Fork/Join 框架就是一种分工模式，CountDownLatch 就是一种典型的同步方式，而可重入锁则是一种互斥手段。

当把并发编程核心的问题搞清楚，再回过头来看 Java SDK 并发包，你会感觉豁然开朗，它不过是针对并发问题开发出来的工具而已，此时的 SDK 并发包可以任你“盘”了。

而且，这三个核心问题是跨语言的，你如果要学习其他语言的并发编程类库，完全可以顺着这三个问题按图索骥。Java SDK 并发包其余的一部分则是并发容器和原子类，这些比较容易理解，属于辅助工具，其他语言里基本都能找到对应的。

**所以，你说并发编程难学吗？**

首先，难是肯定的。因为这其中涉及操作系统、CPU、内存等等多方面的知识，如果你缺少某一块，那理解起来自然困难。其次，难不难学也可能因人而异，就我的经验来看，很多人在学习并发编程的时候，总是喜欢从点出发，希望能从点里找到规律或者本质，最后却把自己绕晕了。

我前面说过，并发编程并不是 Java 特有的语言特性，它是一个通用且早已成熟的领域。Java 只是根据自身情况做了实现罢了，当你理解或学习并发编程的时候，如果能够站在较高层面，系统且有体系地思考问题，那就会容易很多。

所以，我希望这个专栏更多地谈及问题背后的本质、问题的起源，同时站在理论、模型的角度讲解 Java 并发，让你的知识更成体系，融会贯通。最终让你能够得心应手地解决各种并发难题，同时将这些知识用于其他编程语言，让你的一分辛劳三分收获。

下面就是这个专栏的目录，你可以快速了解下整个专栏的知识结构体系。

![](https://static001.geekbang.org/resource/image/d5/c0/d513beec13a20d5e858257313b3605c0.jpg)

当然，我们要坚持下去，不能三天打鱼两天晒网，因为滴水穿石非一日之功。

很多人都说学习是反人性的，开始容易，但是长久的坚持却很难。这个我也认同，我面试的时候，就经常问候选人一个问题：“工作中，有没有一件事你自己坚持了很久，并且从中获益？”如果候选人能够回答出来，那会是整个面试的加分项，因为我觉得，坚持真是一个可贵的品质，一件事情，有的人三分热度，而有的人，一做就能做一年，或者更久。你放长到时间的维度里看，这两种人，最后的成就绝对是指数级的差距。

我希望你能和我坚持下来，我们一起学习，一起交流，遇到问题不是简单地抱怨和逃避，而是努力探寻答案与解决方法。这一次，就让我们一起来坚持探索并发编程的奥秘，体会探索知识的乐趣。今天的文章是开篇词，我们的主菜很快就来，如果可以的话，还请在留言区中做个自我介绍，和我聊聊你目前的工作、学习情况，以及你在并发编程方面的学习痛点，方便我在后面针对性地给你讲解，这样，我们可以彼此了解。

**最后，感谢你对我的信任，我定会努力实现完美交付。**

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