因為處理器主頻在硬件發(fā)展上的瓶頸，摩爾定律基本失效或悲，現(xiàn)在真正起作用的是并行處理的Amdahl定律藤为，畢竟怪与，現(xiàn)在計算機的瓶頸在于存儲和通信，而不是運算本身缅疟，并行運算可以更充分地發(fā)揮運算的能力分别，也是提升計算機性能。

線程及其實現(xiàn)

進程
進程是操作系統(tǒng)進行資源分配調(diào)度的最小單位存淫，各進程有獨立的系統(tǒng)資源（如內(nèi)存耘斩、文件I/O等），互相之間不能直接訪問桅咆，很多時候括授，一個進程就是一個應(yīng)用，多個進程也許可以并發(fā)轧邪，但是進程本身沒有并發(fā)的概念，需要借助線程實現(xiàn)并發(fā)羞海。
線程
線程是處理器調(diào)度和分配的最小單位忌愚，線程沒有自己的資源，線程既能共享所在進程的系統(tǒng)資源（線程私有的局部變量表來自于主內(nèi)存却邓，只為線程本身服務(wù)硕糊，輸出的結(jié)果仍然要寫回主內(nèi)存），又能相對獨立地執(zhí)行調(diào)度腊徙。
線程因此可以通過并行處理提升效率简十，但也因此會互相干擾，如果線程崩潰撬腾，就會影響所在進程的所有線程螟蝙。
狀態(tài)
線程有5種狀態(tài)
New，創(chuàng)建后未啟動民傻。
Runnable胰默，Ready或Running，正等待CPU或正在執(zhí)行漓踢。
Waiting/Timed Waiting牵署，無限等待需要其他線程喚醒，限期等待會由系統(tǒng)自動喚醒
sleep是Native方法喧半，由操作系統(tǒng)來阻塞線程奴迅，指定時間后恢復(fù)線程。
無限等待會調(diào)用wait挺据，需要另一個線程調(diào)用notify()來通知恢復(fù)線程取具。
Blocked脖隶，阻塞，線程在等待鎖被另一個線程釋放出來
Terminated者填，線程已結(jié)束
這五種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：

線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系

線程安全

線程安全問題其實就是并發(fā)的正確性問題逝段，一個線程安全的行為筛璧，既不需要額外的同步和協(xié)調(diào)，也不用考慮在runtime中的調(diào)度和交替執(zhí)行惹恃，一定能返回預(yù)期的結(jié)果夭谤。
五種線程安全場景
1.不變性
最簡單最純粹的場景就是不變性，一個不可變的對象一定是線程安全的巫糙，如final朗儒。
2.絕對線程安全
絕對線程安全是不切實際的，即使是線程安全的Vector容器，也只是在方法中用了synchronized修飾醉锄，方法調(diào)用時還是需要額外同步乏悄，否則，在多線程同時remove恳不，仍然會有Index邊界溢出的錯誤檩小。
3.相對線程安全
一般意義上的線程安全就是相對線程安全，單獨操作是線程安全的烟勋，但是在特定情況下规求，還需要在調(diào)用時增加額外的同步手段。Java提供的線程安全如Vector卵惦、HashTabe阻肿、Collections.synchronizedCollection()等，都是相對線程安全沮尿。
4.線程兼容
一般意義上的不是線程安全其實是線程兼容丛塌，指的是本身并不線程安全，可以在調(diào)用時增加同步手段畜疾，實現(xiàn)線程安全赴邻，常見的ArrayList和HashMap都是線程安全的。
5.線程對立
一些極端情況下啡捶，無論采用什么同步措施姥敛，都不能實現(xiàn)線程安全，就是線程對立届慈，如Thread的suspend和resume徒溪，不能并行調(diào)用忿偷，很容易出現(xiàn)死鎖金顿。
實現(xiàn)線程安全，既與代碼的編寫有關(guān)鲤桥，也與虛擬機的同步和鎖有關(guān)揍拆，常見的三種線程安全實現(xiàn)方法為：
1.互斥同步
就是共享數(shù)據(jù)在并行運算中，同一時刻只能一個線程使用茶凳，synchronized和ReentrantLock都是互斥同步嫂拴。
2.非阻塞同步
其實就是互斥同步的對立面，非阻塞同步相對樂觀贮喧，認(rèn)為并行不一定導(dǎo)致共享數(shù)據(jù)沖突筒狠，如果真的出現(xiàn)爭用沖突，再做補償即可（如重試操作箱沦，比如compareAndSet(current,next)就是不斷嘗試賦值辩恼，如果current和next的值和預(yù)期不一致，就說明數(shù)據(jù)被修改了，會再次循環(huán)嘗試）灶伊，sum.misc.Unsafe類就是非阻塞同步機制（ClassLoader才能直接使用疆前，用戶只能通過Java API間接使用，如AtomicInteger）聘萨，非阻塞同步依賴于硬件指令集的發(fā)展和支持竹椒。
3.無同步方案
無同步方案不是不管線程安全，而是通過其他方式實現(xiàn)線程安全米辐，不需要同步胸完。
可重入代碼
一個方向是通過代碼實現(xiàn)無同步，就是可重入代碼儡循，可重入代碼在執(zhí)行過程中舶吗，隨時可以中斷，轉(zhuǎn)而執(zhí)行其他任務(wù)（包括遞歸該代碼本身）择膝，然后重入繼續(xù)執(zhí)行誓琼，不會出現(xiàn)錯誤。
可重入代碼也叫純代碼肴捉，容易令人想起純函數(shù)（當(dāng)然腹侣，不是同一維度），只要輸入相同的數(shù)據(jù)齿穗，就能返回相同的結(jié)果傲隶。
線程本地存儲
另一個方向是通過避免多線程的數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)無同步，就是線程本地存儲窃页，也就是把共享數(shù)據(jù)控制在一個線程內(nèi)跺株，避免沖突。
大部分使用消費隊列的模式都是線程本地存儲脖卖，這種模式會盡量在一個線程內(nèi)完成消費乒省，Android中的Handler機制，就是通過ThreadLocal對象（實際上是一個HashMap畦木，key為對象的hashcode袖扛，value為對象本身），讓handler引用線程的Looper十籍，Looper再依次處理自己MessageQueue中的Message蛆封，通過Message的target指向handler，實現(xiàn)在同一線程內(nèi)處理消息隊列勾栗。

鎖的優(yōu)化

多線程的重點是數(shù)據(jù)的高效共享惨篱，主要得解決競爭的問題，也就是對鎖的優(yōu)化围俘。
自旋鎖與自適應(yīng)自旋
自旋針對的是線程的阻塞和恢復(fù)砸讳，因為線程的阻塞和恢復(fù)非常消耗資源机断，而等待的鎖可能很快就會釋放，所以在線程請求鎖失敗的時候绣夺，不立即阻塞線程吏奸，而是讓它先執(zhí)行一個忙循環(huán)（自旋）。
自旋也會消耗資源陶耍，適當(dāng)?shù)淖孕螖?shù)效果才最好奋蔚，自適應(yīng)自旋會根據(jù)以往的自旋次數(shù)，動態(tài)調(diào)整自旋次數(shù)烈钞，基本策略就是自旋后能獲得鎖泊碑，下次就可以多自旋幾次；如果自旋后沒有獲得鎖毯欣，下次就會少自旋幾次馒过。
鎖消除
在編譯代碼時，編譯器認(rèn)為某個鎖完全沒有必要酗钞，就會把鎖消除腹忽。
鎖粗化
如果虛擬機發(fā)現(xiàn)一串零碎的操作中，對同一個對象反復(fù)加鎖解鎖砚作，就會把它們合并擴展為外側(cè)的一個鎖窘奏。
輕量級鎖
絕大部分鎖在同步周期是沒有競爭的，加鎖和解鎖的操作雖然必須葫录，但是消耗過重了着裹，輕量級鎖就是先用輕量級的鎖來加鎖解鎖，如果同步期間沒有發(fā)生競爭米同，就節(jié)省了資源骇扇；如果發(fā)生了競爭，就膨脹為常規(guī)的重量級的鎖面粮。
偏向鎖
偏向鎖和輕量級鎖都是針對無競爭情況的優(yōu)化少孝，輕量級鎖是在無競爭時消除互斥，而偏向鎖是在無競爭時消除整個同步但金。

逃逸的優(yōu)化

根據(jù)對象的作用域韭山，可能發(fā)生逃逸行為郁季，如果可以確認(rèn)不會發(fā)生逃逸冷溃，也能進行優(yōu)化。
方法逃逸
在方法中定義個一個對象梦裂，如果可能被外部方法引用似枕，比如作為外部方法的參數(shù)，就是方法逃逸年柠。
如果不會發(fā)生方法逃逸凿歼，就可以在線程的棧上分配內(nèi)存，這樣，在棧幀出棧時就可以回收內(nèi)存答憔，減輕GC壓力味赃。
線程逃逸
在線程中的一個對象，如果可能被外部線程引用虐拓，比如賦值給靜態(tài)類變量或者其他線程的對象變量心俗，就是線程逃逸。
如果不會發(fā)生線程逃逸蓉驹，就可以消除同步城榛，消除對變量的同步措施，因為在線程內(nèi)部是天然有序的态兴，不存在競爭問題狠持。

引用

《深入理解Java虛擬機》
synchronized(this)與synchronized(class)
Java集合及concurrent并發(fā)包總結(jié)（轉(zhuǎn)）
《深入理解Java虛擬機》讀書筆記7：高效并發(fā)
深入理解java虛擬機 精華總結(jié)（面試）