第5章 并发编程事故现场

第5章 · 并发编程事故现场

章节摘要：并发 Bug 的共同特征是"测试环境永远复现不了"。本章四个现场：可见性失灵让一个停止标志永远读不到 true；两把锁的获取顺序相反造成死锁；线程池队列无界堆积把堆撑爆；CompletableFuture 把异常吞进了一个没人看的角落。每一节都配现场、机理与修复。

学习目标

1. 用 Java 内存模型（JMM）解释可见性与有序性问题，说清 volatile 的能力边界
2. 画出死锁的四要素与锁顺序图，掌握 jstack 的死锁检测
3. 按任务类型推算线程池核心参数，理解无界队列与拒绝策略的风险
4. 预判 CompletableFuture 的异常传播路径与超时语义

核心概念速览

并发正确性不是"跑一万次没出错"，而是"在 JMM 的允许范围内都不出错"。

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5.1 可见性与 volatile 失灵复盘

后台线程不退出的怪事：标志位明明置了 true，另一线程就是读不到。

5.2 死锁与锁升级事故

一次发布后的全站线程 hang，两把锁各被持有一半，互相等对方放手。

5.3 线程池打满与参数复盘

接口 RT 正常、队列长度却破了百万——无界队列把失败从"快速拒绝"推迟成"全体超时"。

5.4 CompletableFuture 异常吞没

异步编排上线后监控一片绿，业务却悄悄丢了三分之一的写入。

子章节之间的逻辑关系

四节沿"共享什么"递进：共享一个标志位（可见性）→ 共享两把锁（死锁）→ 共享一个池（容量）→ 共享一条异步链（异常传播）。

事故      破坏的性      检测手段            修复模式
------    ----------    ----------------    --------------------
标志失灵  可见性        jstack 看 WAITING    volatile 或锁
互相等待  有序加锁      jstack 死锁自动检测  统一锁序 tryLock
队列堆积  容量边界      池与队列监控          有界队列+拒绝策略
异常丢失  传播路径      异常采样的监控       exceptionally 统一收口
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前置知识与后续延伸

• 前置：第 2 章不可变思想、第 4 章线程安全工具类事故。
• 为后续铺垫：第 6 章 JVM 的线程栈与 GC 分析大量用到本章的 jstack 输出；第 8 章压测与容量规划以本章的池参数为基础。