深入探讨Java中的复杂主题：并发编程与内存模型-CFANZ编程社区

在Java的世界里，除了掌握基本的语法和面向对象编程原则之外，了解一些更复杂的概念和技术也是至关重要的。本文将深入探讨两个相对高级的主题：并发编程和Java内存模型（JMM），并提供代码示例帮助理解。

并发编程简介

并发编程允许程序同时执行多个计算任务，这对于提高程序性能和响应性尤为重要。然而，并发编程也带来了新的挑战，如数据竞争、死锁等问题。Java提供了多种机制来支持并发编程，包括线程、同步器（如Lock和Semaphore）、以及并发集合等。

示例代码：使用线程池实现并发任务

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ConcurrentTaskExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); // 创建一个固定大小为5的线程池

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int taskId = i;
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("正在处理任务: " + taskId);
                try {
                    Thread.sleep(2000); // 模拟任务处理时间
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
                System.out.println("完成任务: " + taskId);
            });
        }

        executor.shutdown(); // 关闭线程池
    }
}

上述代码演示了如何使用线程池来管理一组并发任务。通过这种方式，我们可以有效地控制并发任务的数量，避免创建过多的线程导致系统资源耗尽。

Java内存模型（JMM）

Java内存模型定义了多线程程序中变量的访问规则，确保了不同线程间对共享变量的操作是可见的且有序的。为了保证数据的一致性和可见性，Java引入了关键字volatile、synchronized以及原子类等特性。

使用`volatile`关键字的例子

public class VolatileExample {
    private volatile boolean flag = false;

    public void start() {
        new Thread(() -> {
            System.out.println("线程启动，等待flag变为true...");
            while (!flag) {
                // 等待
            }
            System.out.println("Flag 变为 true，线程结束。");
        }).start();

        try {
            Thread.sleep(1000); // 主线程休眠1秒
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }

        flag = true;
        System.out.println("设置 flag = true");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new VolatileExample().start();
    }
}

在这个例子中，我们使用了volatile关键字来保证变量flag的变化对所有线程都是立即可见的。这在编写涉及共享状态的并发程序时非常有用。