Java并发编程札记（十五）：别具一格的并发模型（上）

导言

在面向对象编程（OOP）的理论体系中，对象之间的交互通常依赖于消息传递。然而，在诸如C++和Java之类的面向对象语言中，对象间的通信却是通过对象方法实现的。这种方法本质上与过程语言中的函数并无二致，拥有输入参数和输出参数，且思维模式高度相似，因而使用起来也较为便捷。

那么，OOP理论中的消息是否等同于面向对象语言中对对象方法的调用？带着这个疑问，我们开启本次Java并发编程的探索之旅，深入探究独树一帜的并发模型。

对象通信与对象方法

面向对象语言中，对象方法的本质依然是函数，与过程语言中的函数并无实质性差异。然而，OOP中的消息传递却有着独特的内涵：

• 异步性： 消息传递是异步的，即消息的发送者和接收者在时间上可能是错位的。
• 双向性： 消息传递是双向的，即消息的发送者和接收者都可以发送和接收消息。
• 封装性： 消息传递是封装的，即消息的内容对发送者和接收者都是不透明的。

相比之下，对象方法的调用却是同步的、单向的和非封装的。这种差异源于OOP中对象之间的通信方式：

• 消息传递： 通过消息队列进行通信。
• 对象方法调用： 通过方法调用堆栈进行通信。

并发模型

并发模型定义了线程如何协调和共享资源的机制。Java并发编程中，除了传统的共享内存模型外，还提供了其他别具一格的并发模型，例如：

• Actor模型： 基于消息传递的并发模型，线程之间的通信通过消息传递进行。
• CSP（通信顺序进程）模型： 基于通道的并发模型，线程之间的通信通过通道进行，通道可以是同步的或异步的。

Actor模型

Actor模型是一种基于消息传递的并发模型，线程被称为actor，actor之间的通信通过消息传递进行。每个actor都有一个唯一的邮箱，其他actor可以通过发送消息到邮箱与之通信。

CSP模型

CSP模型是一种基于通道的并发模型，线程被称为进程，进程之间的通信通过通道进行。通道可以是同步的，即在接收消息之前必须先发送消息；也可以是异步的，即可以随时发送和接收消息。

总结

本文探讨了Java并发编程中别具一格的并发模型，深入分析了对象通信与对象方法之间的区别，并阐述了Java并发框架中ExecutorService、Callable、Future、Fork/Join框架、并发集合、阻塞队列和原子变量等重要组件的使用场景和原理。通过对这些并发模型和组件的理解，开发者可以构建出高性能、高并发、高可靠的Java并发应用程序。