Java 进阶 01：JUC、线程池、CompletableFuture 与异步组合实战

本篇目标：能画出 happens-before 关系；能配置 ThreadPoolExecutor 而不是只会 Executors.newFixedThreadPool；能用 CompletableFuture 组合异步并在全链路加超时；知道 MDC/trace id 在异步里会丢。

1. 知识点：JMM 与 happens-before（最小集）#

• 程序次序：同线程内语句顺序（在不重排破坏 as-if-serial 前提下）。
• 监视器锁：解锁 happens-before 后续加锁同锁的其他线程。
• volatile 写 happens-before 后续 volatile 读。
• Thread.start happens-before 新线程任何动作；join 返回 happens-before 后续。

学以致用：解释「未同步读共享字段可能永远看到 false」的双检锁为何需要 volatile 或静态 holder。

2. 知识点：ReentrantLock vs synchronized#

3. 知识点：ThreadPoolExecutor 七个参数#

new ThreadPoolExecutor(
    4,                      // corePoolSize
    8,                      // maximumPoolSize
    60L, TimeUnit.SECONDS, // keepAliveTime
    new ArrayBlockingQueue<>(1000),
    Executors.defaultThreadFactory(),
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
);

必答：任务进来先扩 core → 入队 → 扩到 max → 触发拒绝策略。无界队列 + 固定 max 会让 max 形同虚设。

4. 知识点：CompletableFuture#

CompletableFuture<String> a = CompletableFuture.supplyAsync(() -> slowA(), pool);
CompletableFuture<String> b = CompletableFuture.supplyAsync(() -> slowB(), pool);
String out = a.thenCombine(b, (x, y) -> x + y).orTimeout(2, TimeUnit.SECONDS).join();

坑：业务线程池与 IO 线程池隔离；异常用 exceptionally/handle 统一映射；MDC 需手动传递或用框架封装。

5. 知识点：Semaphore 限流#

Semaphore sem = new Semaphore(10);
sem.acquire();
try {
  callRemote();
} finally {
  sem.release();
}

6. 知识点：ConcurrentHashMap.computeIfAbsent 提醒#

长耗时计算禁止在 computeIfAbsent 里做且锁粒度可能阻塞其他桶——热点 key 下会放大停顿。复杂场景考虑分段加载或异步刷新。

7. Lab#

并行调用三个模拟延迟服务（Thread.sleep），合并 JSON 字段；全链路 2s 超时，超时返回降级对象；统计超时次数用 LongAdder。

8. 自测清单#

1. 说出两条 happens-before 规则并举例。
2. CallerRunsPolicy 对系统负载意味着什么？
3. thenCompose 与 thenApply 区别？
4. 为何异步链路里日志找不到 traceId？

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