Java并发控制的基础：线程与同步机制
Java并发控制的核心在于多线程的管理与协调，线程是程序执行的最小单位，Java通过Thread类或Runnable接口实现线程创建，多线程环境下，多个线程同时访问共享资源时，容易引发数据不一致、死锁等问题，为此，Java提供了多种同步机制来保证线程安全。
1 synchronized关键字
synchronized是Java内置的同步工具，通过修饰方法或代码块实现互斥访问，其原理是通过监视器（Monitor）确保同一时间只有一个线程能进入同步块。
synchronized (this) {
// 临界区代码
}
synchronized的缺点是性能开销较大，且可能导致死锁（如多个线程互相等待对方释放锁）。
2 Lock接口与ReentrantLock
java.util.concurrent.locks.Lock接口提供了更灵活的锁机制，ReentrantLock是其常用实现，与synchronized相比，ReentrantLock支持公平锁、非公平锁，并可响应中断或超时。
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
// 临界区代码
} finally {
lock.unlock(); // 必须在finally块中释放锁
}
ReentrantLock的灵活性更高，但需要手动管理锁的释放，避免死锁。
高级并发工具：线程池与并发容器
直接创建线程会带来资源消耗和性能问题，Java通过线程池（ThreadPoolExecutor）复用线程，提高效率，线程池的核心参数包括核心线程数、最大线程数、队列容量等。
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
executor.execute(() -> {
// 任务代码
});
1 并发容器
Java提供了线程安全的容器类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等，替代传统的同步容器（如Hashtable）。ConcurrentHashMap采用分段锁（Java 8后优化为CAS+synchronized）实现高效并发读写，而CopyOnWriteArrayList通过写时复制策略保证线程安全，适合读多写少的场景。
原子类与无锁编程
无锁编程通过原子操作（CAS）避免锁带来的性能损耗，Java的java.util.concurrent.atomic包提供了原子类，如AtomicInteger、AtomicReference等，其核心是compareAndSet（CAS）操作，即“比较并交换”。
AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); count.incrementAndGet(); // 原子递增
CAS的缺点是ABA问题（即值从A变B再变A，CAS认为未变化），可通过AtomicStampedReference解决。
并发编程的最佳实践
1 避免锁竞争
- 减少锁的粒度：如将大锁拆分为多个小锁。
- 使用读写锁（
ReentrantReadWriteLock）：区分读锁和写锁，允许多个线程同时读。 - 乐观锁：通过版本号或CAS机制减少悲观锁的使用。
2 线程通信与协作
wait()/notify()：通过Object类的方法实现线程等待与唤醒。CountDownLatch：允许多个线程等待一组操作完成。CyclicBarrier：让一组线程到达某个屏障时再统一执行。
3 线程安全与不可变对象
- 不可变对象（如
String、Integer）天生线程安全，无需同步。 - 避免在同步块中执行耗时操作，减少锁持有时间。
4 死锁预防与检测
- 按固定顺序获取锁，避免循环等待。
- 使用
jstack或工具检测死锁，分析线程堆栈信息。
Java并发控制从基础的synchronized到高级的Lock、原子类和线程池，提供了丰富的工具应对不同场景，合理选择同步机制、减少锁竞争、利用无锁编程技术，是编写高效并发代码的关键，遵循最佳实践，避免常见的并发问题（如死锁、数据不一致）,才能构建稳定的多线程应用。
