1. 并發(fā)和并行

• 并發(fā)是指同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)多個(gè)任務(wù)同時(shí)都在執(zhí)行报嵌，而單位時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)任務(wù)在執(zhí)行阀趴，單個(gè)cpu通過切換線程上下文實(shí)現(xiàn)。
• 并行是說在單位時(shí)間內(nèi)多個(gè)任務(wù)同時(shí)在不同cpu上執(zhí)行。

2. 并發(fā)的多面性

線程安全性：

• 共享資源可以被多個(gè)線程所持有或者說多個(gè)線程都可以去訪問該資源。
• 線程安全性是指當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)讀寫一個(gè)共享資源并且沒有任何同步措施時(shí)赌髓，導(dǎo)致出現(xiàn)臟數(shù)據(jù)或者其他不可預(yù)見的結(jié)果的問題。
• 如果多個(gè)線程都只是讀取共享資源催跪，而不去修改锁蠕，那么就不會(huì)存在線程安全問題。

內(nèi)存可見性問題：

• 線程讀寫變量時(shí)操作的是自己工作內(nèi)存（如Ll 或者L2 緩存或者CPU 的寄存器）中的變量懊蒸。
• 當(dāng)一個(gè)線程操作共享變量時(shí)荣倾， 它首先從主內(nèi)存復(fù)制共享變量到自己的工作內(nèi)存， 然后對工作內(nèi)存里的變量進(jìn)行處理骑丸， 處理完后將變量值更新到主內(nèi)存舌仍。
• 由于線程可能通過緩存命中讀取到需要的值，我們無法確保執(zhí)行讀操作的線程能適時(shí)地看到其他線程寫入主內(nèi)存的值通危。

指令重排序：

• JAVA允許編譯器和處理器對指令重排序以提高運(yùn)行性能铸豁， 并且只會(huì)對不存在數(shù)據(jù)依賴性的指令重排序。在單線程下重排序可以保證最終執(zhí)行的結(jié)果與程序順序執(zhí)行的結(jié)果一致菊碟。
• 重排序在多線程下會(huì)導(dǎo)致非預(yù)期的程序執(zhí)行結(jié)果
• 使用volatile修飾變量避免重排序和內(nèi)存可見性問題节芥。寫volatile 變量時(shí)，可以確保volatile 寫之前的操作不會(huì)被編譯器重排序到volatile 寫之后框沟。讀volatile 變量時(shí)，可以確保volatile 讀之后的操作不會(huì)被編譯器重排序到volatile讀之前增炭。

3. synchronized

• synchronized 塊是Java 提供的一種原子性內(nèi)置鎖忍燥，是排他鎖，經(jīng)常被用來實(shí)現(xiàn)原子性操作
• 線程的執(zhí)行代碼在進(jìn)入synchronized 代碼塊前會(huì)自動(dòng)獲取內(nèi)部鎖隙姿，這時(shí)候其他線程訪問該同步代碼塊時(shí)會(huì)被阻塞掛起梅垄。
• 拿到內(nèi)部鎖的線程會(huì)在正常退出同步代碼塊或者拋出異常后或者在同步塊內(nèi)調(diào)用了該內(nèi)置鎖資源的wait 系列方法時(shí)釋放該內(nèi)置鎖。
• synchronized 的使用就會(huì)導(dǎo)致上下文切換输玷。當(dāng)阻塞一個(gè)線程時(shí)队丝，需要從用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)執(zhí)行阻塞操作。
• 保證內(nèi)存可見性：
  進(jìn)入synchronized塊直接從主內(nèi)存中獲取共享變量欲鹏。
  退出synchronized 塊把在synchronized 塊內(nèi)對共享變量的修改刷新到主內(nèi)存机久。

4. volatile

• 對于解決內(nèi)存可見性問題， Java 提供了一種弱形式的同步volatile赔嚎，該關(guān)鍵字可以確保對一個(gè)變量的更新對其他線程馬上可見膘盖。
• 當(dāng)一個(gè)變量被聲明為volatile 時(shí)胧弛，線程在寫入變量時(shí)不會(huì)把值緩存在寄存器或者其他地方，而是會(huì)把值刷新回主內(nèi)存侠畔。
• 當(dāng)其他線程讀取該共享變量時(shí)结缚，會(huì)從主內(nèi)存重新獲取最新值，而不是使用當(dāng)前線程的工作內(nèi)存中的值软棺。
• synchronized同樣可以解決內(nèi)存可見性問題红竭，但它是獨(dú)占鎖，會(huì)存在線程上下文切換和線程重新調(diào)度的開銷喘落。
• 使用情況：
  【1】寫入變量值不依賴變量的當(dāng)前值時(shí)（這屬于讀取-計(jì)算-寫入茵宪，volatile 不保證原子性）
  【2】讀寫變量值時(shí)沒有加鎖，加鎖就不需要volatile了揖盘。

5. 鎖

樂觀鎖和悲觀鎖：

• 悲觀鎖指對數(shù)據(jù)被外界修改持保守態(tài)度眉厨，認(rèn)為數(shù)據(jù)很容易就會(huì)被其他線程修改，所以在數(shù)據(jù)被處理前先對數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖兽狭，并在整個(gè)數(shù)據(jù)處理過程中憾股，使數(shù)據(jù)處于鎖定狀態(tài)。在數(shù)據(jù)庫中箕慧，在對數(shù)據(jù)記錄操作前給記錄加排它鎖服球。如果獲取鎖失敗， 則說明數(shù)據(jù)正在被其他線程修改颠焦， 當(dāng)前線程則等待或者拋出異常斩熊。如果獲取鎖成功，則對記錄進(jìn)行操作伐庭，然后提交事務(wù)后釋放排它鎖粉渠。
• 樂觀鎖是相對悲觀鎖來說的，它認(rèn)為數(shù)據(jù)在一般情況下不會(huì)造成沖突圾另，所以在訪問記錄前不會(huì)加排它鎖霸株，而是在進(jìn)行數(shù)據(jù)提交更新時(shí)，才會(huì)正式對數(shù)據(jù)沖突與否進(jìn)行檢測集乔。

公平鎖與非公平鎖（根據(jù)線程獲取鎖的搶占機(jī)制）：

• 公平鎖表示線程獲取鎖的順序是按照線程請求鎖的時(shí)間早晚來決定的
  ReentrantLock pairLock =new ReentrantLock(true)
• 非公平鎖則是先來不一定先得去件。ReentrantLock默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)是非公平鎖。
• 在沒有公平性需求的前提下盡量使用非公平鎖扰路，因?yàn)楣芥i會(huì)帶來性能開銷尤溜。

獨(dú)占鎖與共享鎖（根據(jù)鎖只能被單個(gè)線程持有還是能被多個(gè)線程共同持有）：

• 獨(dú)占鎖保證任何時(shí)候都只有一個(gè)線程能得到鎖，如ReentrantLock汗唱。
  獨(dú)占鎖是一種悲觀鎖宫莱，這限制了并發(fā)性，因?yàn)樽x操作并不會(huì)影響數(shù)據(jù)的一致性
• 共享鎖則可以同時(shí)由多個(gè)線程持有哩罪，例如ReadWriteLock 讀寫鎖梢睛，它允許一個(gè)資源可以被多線程同時(shí)進(jìn)行讀操作肥印。
  共享鎖是一種樂觀鎖

可重入鎖：

• 當(dāng)一個(gè)線程再次獲取它自己已經(jīng)獲取的鎖時(shí)如果不被阻塞，那么我們說該鎖是可重入的绝葡。
• synchronized 內(nèi)部鎖是可重入鎖
• 原理是在鎖內(nèi)部維護(hù)一個(gè)線程標(biāo)示深碱，用來標(biāo)示該鎖目前被哪個(gè)線程占用，然后關(guān)聯(lián)一個(gè)計(jì)數(shù)器藏畅。一開始計(jì)數(shù)器值為0,說明該鎖沒有被任何線程占用敷硅。當(dāng)一個(gè)錢程獲取了該鎖時(shí)，計(jì)數(shù)器的值會(huì)變成1愉阎，當(dāng)獲取了該鎖的線程再次獲取鎖時(shí)發(fā)現(xiàn)鎖擁有者是自己绞蹦，就會(huì)把計(jì)數(shù)器值加+1,當(dāng)釋放鎖后計(jì)數(shù)器值-1 。當(dāng)計(jì)數(shù)器值為0 時(shí)鎖里面的線程標(biāo)示被重置為null榜旦。此時(shí)喚醒其他被阻塞的線程來競爭鎖幽七。

自旋鎖：

• 當(dāng)一個(gè)線程在獲取鎖（比如獨(dú)占鎖）失敗后，會(huì)被切換到內(nèi)核態(tài)而被掛起溅呢。當(dāng)該線程獲取到鎖時(shí)又需要將其切換到內(nèi)核狀態(tài)而喚醒該線程澡屡。這帶來了開銷。
• 自旋鎖使用CPU 時(shí)間換取線程阻塞與調(diào)度的開銷咐旧，當(dāng)前線程在獲取鎖時(shí)驶鹉，如果發(fā)現(xiàn)鎖已經(jīng)被其他線程占有，它不馬上阻塞自己铣墨，在不放棄CPU 使用權(quán)的情況下室埋，多次嘗試獲取（默認(rèn)次數(shù)是10 伊约，可以使用-XX:PreBlockSpinsh 參數(shù)設(shè)置）姚淆，直到達(dá)到最大次數(shù)才掛起或獲取到鎖。