Java 多線程應用場景與工作原理詳解

應用場景

1. 避免阻塞/提高響應：Swing/JavaFX UI 線程耗時任務放入工作線程；Netty/Servlet 容器 IO 線程池。
2. 並行計算：多核 CPU 下 Fork/Join、並行流 (parallelStream) 加速數據處理。
3. 異步 IO：CompletableFuture、Reactor 模式 (Netty) 提升吞吐。
4. 定時/批量任務：ScheduledExecutorService、Quartz。

工作原理

• 單核：OS 時間片輪轉，上下文切換 (保存/恢復 PC、寄存器、棧指針)，宏觀「同時」運行。
• 多核：OS 將線程調度到不同物理核心，真並行執行。
• Java 線程模型：1:1 映射內核線程 (現代 JDK)，線程狀態 (NEW/RUNNABLE/BLOCKED/WAITING/TIMED_WAITING/TERMINATED)。
• 同步機制：Monitor (synchronized)、AQS (ReentrantLock)、Volatile 內存可見性、CAS 無鎖。

新手建議

1. 優先用高層工具：ExecutorService、CompletableFuture、parallelStream、ConcurrentHashMap。
2. 避免手動 wait/notify、Thread 繼承。
3. 學習 JUC 包源碼 (AQS、ThreadPoolExecutor)。