125-java-concurrency

并发对象的 Java 规则

通过使用现代 java.util.concurrent 工具和虚拟线程，识别并应用 Java 并发最佳实践，以提升线程安全性、可扩展性和可维护性。

此技能涵盖哪些内容？

• 线程安全基础：ConcurrentHashMap、AtomicInteger、ReentrantLock、ReadWriteLock、Java 内存模型
• ExecutorService 线程池配置：大小、保活时间、有界队列、拒绝策略、优雅关闭
• 使用 BlockingQueue 实现生产者-消费者和发布-订阅模式
• 使用 CompletableFuture 进行非阻塞异步组合（thenApply/thenCompose/exceptionally/orTimeout）
• 不可变性和安全发布（volatile、静态初始化器）
• 锁竞争和伪共享性能优化
• 使用虚拟线程（Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()）提升 I/O 密集型任务的可扩展性
• 在 Java 27 预览版中使用结构化并发（StructuredTaskScope）处理相关子任务
• 对不可变的跨任务数据，使用 ScopedValue 替代 ThreadLocal
• 协作式取消和 InterruptedException 处理规范
• 使用有界队列和 CallerRunsPolicy 实现背压
• 通过全局锁顺序和带超时的 tryLock 避免死锁
• CPU 密集型任务的 ForkJoin/并行流处理规范
• 检测虚拟线程固定（JFR VirtualThreadPinned）
• 通过线程命名和 UncaughtExceptionHandler 实现可观测性
• 根据用途选择合适的原语：LongAdder、CopyOnWriteArrayList、StampedLock、Semaphore、CountDownLatch、Phaser

范围： 本参考按核心领域组织，每个领域都包含代码示例（良好/不良模式）。请根据适用示例应用建议。

约束

应用任何并发改动前，确保项目可以编译。如果编译失败，立即停止——编译失败属于阻塞条件。完成改进后，运行完整验证。

• 强制要求：进行任何改动前，先运行 ./mvnw compile 或 mvn compile
• 安全要求：如果编译失败，立即停止——编译失败属于阻塞条件，必须停止后续处理
• 验证要求：应用改进后，运行 ./mvnw clean verify 或 mvn clean verify
• 应用前：阅读参考文档，了解每种并发模式的良好/不良示例、约束和安全措施

何时使用此技能

• 审查 Java 并发代码
• 审查 Java 代码的线程安全性
• 修复 Java 并发代码中的竞态条件
• 选择 Java 中的 ExecutorService 或虚拟线程
• 改进同步机制和共享可变状态处理
• 对相关 Java 子任务应用结构化并发

工作流

1. 在并发改动前编译项目

运行 ./mvnw compile 或 mvn compile；如果编译失败，立即停止。

2. 阅读并发参考文档并分析热点

阅读 references/125-java-concurrency.md，找出需要解决的线程安全、协调和吞吐量问题。

3. 应用并发改进

实现合适的并发模式、适用于相关子任务的结构化任务作用域、取消处理规范，以及适合用途的原语。

4. 通过完整构建进行验证

应用改进后，运行 ./mvnw clean verify 或 mvn clean verify。

参考

如需了解详细指导、示例和约束，请参阅 references/125-java-concurrency.md。