并发编程中常见的设计模式

之前查了一些设计模式，突然发现了并发编程中的一些设计模式，所以本文介绍下几种常见的几种模式：

1. 生产者-消费者模式（Producer-Consumer Pattern）

   • 通过使用线程安全的队列（如Java中的BlockingQueue）来同步生产和消费过程，确保数据在多线程环境下的正确流动。

2. 管程（Monitor Pattern）

   • 使用一个监视器对象（monitor），它管理着对共享资源的访问。Java中的synchronized关键字和ReentrantLock等工具类可以实现管程机制，保证同一时间只有一个线程访问临界区代码。

3. Future模式

   • Future模式允许主线程异步地获取结果，而实际计算由其他线程完成。Java的Future接口就是这种模式的体现，通过它可以查询任务是否完成，并获取计算结果。

4. 读写锁（Readers-Writers Pattern）

   • 提供不同的锁策略，允许多个线程同时读取共享资源，但在任何时候只允许一个线程修改资源。Java的ReentrantReadWriteLock实现了这一模式。

5. 双检锁/双重检查锁定（Double-Checked Locking）

   • 在多线程环境下优化单例模式的一种方法，用于减少同步的开销。

6. 不可变对象模式（Immutable Objects Pattern）

   • 创建一旦创建后就不能更改其状态的对象，从而避免并发问题。例如，在Java中String、Long等类都是不可变的，它们在并发环境中是线程安全的。

7. 信号量（Semaphore Pattern）

   • 控制同时访问特定资源的线程数量，超过限制的线程必须等待。

8. 工作窃取者模式（Work Stealing）

   • 在并行计算中，空闲线程可以从繁忙线程的工作队列中“偷取”任务来执行，以提高系统的整体效率。

9. 活性与安全性条件（Liveness and Safety Conditions）

   • 不是具体的设计模式，但是一系列准则，如死锁预防、饥饿避免和活锁处理等，这些准则指导并发程序设计。

10. 线程池模式（Thread Pool Pattern）

    • 重用已存在的线程而不是为每个新的任务创建新线程，可以控制并发级别和系统负载。

11. 事件驱动架构（Event-Driven Architecture）

    • 虽然不是严格意义上的并发设计模式，但在高并发场景下常被采用，其中事件处理器可以在事件循环中并发处理多个事件。

以上模式适用于解决并发编程中的常见问题，比如资源共享、同步控制、线程通信、任务分配和执行效率等。更多内容，大家可以看下《Java异步编程实战》这本书。