2023年9月19日，Oracle正式发布了JDK21。

JDK21是一个长期支持版本（上一个LTS版本是JDK17，Oracle将LTS版本的发布时间从3年改为了2年），包含了众多新特性，其中最重磅的莫过于虚拟线程（Virtual Threads）。使用虚拟线程，在不改变原来的编程风格的前提下，只需少量改动，就可以极大地提高系统的吞吐量。让我们从Java线程模型的发展、如何使用虚拟线程及性能对比来探一探虚拟线程吧！

1、Java线程模型

在早期JDK 1.2以前的Sun Classic虚拟机上Java线程是基于一种被称为“绿色线程”的用户线程（User Thread）实现的。用户线程完全建立在用户空间，系统内核不能感知用户线程的存在。用户线程的建立、同步、调度和销毁完全在用户态中完成，因此操作可以是非常快速且低消耗的，能够支持规模更大的线程数量。同时也因为没有系统内核支持，操作系统只负责把处理器资源分配到进程，线程的所有操作都需要程序自己去处理，比如“阻塞如何处理”、“多处理器系统中如何将线程映射到其他处理器上”等等，这些问题解决起来比较困难，使用用户线程实现的程序一般比较复杂（很多程序依赖特定的线程库来完成基本的线程操作，这些复杂性都封装在线程库之中）。因此Java在JDK1.2之后放弃了用户线程。

在 Java 中，java.util.Arrays类提供的多种数组操作功能，可以有效地执行各种数组相关的操作，使得数组处理变得简单和高效。

打印数组

String[] arr = new String[] {"a", "b", "c", "d"};
System.out.println(Arrays.toString(arr)); // 输出 [a, b, c, d]

在执行多个任务的时候，使用Java标准库提供的线程池是非常方便的。我们提交的任务只需要实现Runnable接口，就可以让线程池去执行：

class Task implements Runnable {
    public String result;

    public void run() {
        this.result = longTimeCalculation(); 
    }
}

Java提供了种类丰富的锁，每种锁因其特性的不同，在适当的场景下能够展现出非常高的效率。本文旨在对锁相关源码（本文中的源码来自JDK 8）、使用场景进行举例，为读者介绍主流锁的知识点，以及不同的锁的适用场景。

Java中往往是按照是否含有某一特性来定义锁，我们通过特性将锁进行分组归类，再使用对比的方式进行介绍，帮助大家更快捷的理解相关知识。下面给出本文内容的总体分类目录：

1. 乐观锁 VS 悲观锁[

乐观锁与悲观锁是一种广义上的概念，体现了看待线程同步的不同角度。在Java和数据库中都有此概念对应的实际应用。

先说概念。对于同一个数据的并发操作，悲观锁认为自己在使用数据的时候一定有别的线程来修改数据，因此在获取数据的时候会先加锁，确保数据不会被别的线程修改。Java中，synchronized关键字和Lock的实现类都是悲观锁。

一、原子类简介

1 什么是原子类

Java中提供了一些原子类，原子类包装了一个变量，并且提供了一系列对变量进行原子性操作的方法。原子性的意思是对于一组操作，要么全部执行成功，要么全部执行失败，不能只有其中某几个执行成功。在多线程的情况下能够保证操作 不会被中断，从而能保证并发安全

2. 与锁的区别

原子类作用和锁挺像，都可以保证并发情况下的线程安全。但是原子类比锁更具有优势：

• 粒度更细：

  原子变量可以把多线程竞争范围缩小到变量级别，这是我们可以获得的最细粒度的情况，通常锁的粒度都要比原子变量的粒度大

• 效率更高：

  通常，使用原子类的效率会比使用锁的效率更高，除了高度竞争的情况

Java已经成为一个庞大而复杂的技术平台，对于开发人员而言，要想更好的掌握Java技术，深入理解底层的技术处理细节必不可少。对核心概念和思想的掌握可以帮助我们举一反三、触类旁通，有助于提升我们对整个Java平台的理解力。这里所介绍的是Java技术平台的几个核心概念，其中所蕴含的思想有助于我们更深刻的理解Java技术。

Java虚拟机

Java虚拟机的主要任务是装载class文件并且执行其中的字节码。Java虚拟机包含一个类装载器，它可以从程序和API中装载class文件。Java API中只有程序执行时需要的那些类才会被装载。字节码由执行引擎来执行。

面向对象概念

面向对象是一种更优秀的程序设计方法，它的基本思想是使用类、对象、继承、封装、消息等基本概念进行程序设计。

它从现实世界中客观存在的事物出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式，强调直接以现实世界中的事物为中心来思考，认识问题，并根据这些事物的本质特点，把它们抽象地表示为系统中的类，作为系统的基本构成单元，这使得软件系统的组件可以直接映像到客观世界，并保持客观世界中事物及其相互关系的本来面貌。

扩展：面向功能概念

结构化程序设计方法主张按功能来分析系统需求，其主要原则可概括为自顶向下、逐步求精、模块化等。结构化程序设计首先采用结构化分析方法对系统进行需求分析，然后使用结构化设计方法对系统进行概要设计、详细设计，最后采用结构化编程方法来实现系统。

一、开头

在并发编程领域，有两大核心问题：一个是互斥，即同一时刻只允许一个线程访问共享资源；另一个是同步，即线程之间如何通信、协作。
主要原因是，对于多线程实现实现并发，一直以来，多线程都存在2个问题：

• 线程之间内存共享，需要通过加锁进行控制，但是加锁会导致性能下降，同时复杂的加锁机制也会增加编程编码难度
• 过多线程造成线程之间的上下文切换，导致效率低下

因此，在并发编程领域中，一直有一个很重要的设计原则： “ 不要通过内存共享来实现通信，而应该通过通信来实现内存共享。”
简单来说，就是尽可能通过消息通信，而不是内存共享来实现进程或者线程之间的同步。

Singleton(单例)

只允许一个实例。

java.lang.Runtime # getRuntime()
java.awt.Toolkit # getDefaultToolkit()
java.awt.GraphicsEnvironment # getLocalGraphicsEnvironment()
java.awt.Desktop # getDesktop()
java.lang.System # getSecurityManager()