一、并發(fā)的級(jí)別

1、阻塞

一個(gè)線城市阻塞的，要么在其他線程釋放資源之前，當(dāng)前線程無(wú)法執(zhí)行，例如使用synchronized或者重入鎖；

2、無(wú)饑餓

如果線程是有優(yōu)先級(jí)的，那么線程調(diào)度的時(shí)候總會(huì)傾向于滿足高優(yōu)先級(jí)的線程，從而造成低優(yōu)先級(jí)的線程饑餓，而無(wú)饑餓則能夠保證饑餓不會(huì)產(chǎn)生，常見(jiàn)的手段是公平鎖，保證先來(lái)后到；

3、無(wú)障礙

無(wú)障礙的并發(fā)不會(huì)因?yàn)榕R界區(qū)導(dǎo)致線程掛起，每個(gè)線程都可以直接進(jìn)入進(jìn)入臨界區(qū)，如果檢測(cè)到臟數(shù)據(jù)則對(duì)自己所做的修改立即回滾，確保數(shù)據(jù)安全；

4、無(wú)鎖

無(wú)鎖的并行都是無(wú)障礙的，在無(wú)鎖的調(diào)用中，一個(gè)典型的特點(diǎn)是包含一個(gè)無(wú)窮循環(huán)，在這個(gè)循環(huán)中，線程會(huì)不斷的嘗試修改共享變量，如果沒(méi)有沖突修改成功，否則，會(huì)不斷的嘗試?yán)^續(xù)修改，無(wú)鎖能保證必然有一個(gè)線程能夠在有限步內(nèi)完成操作離開(kāi)臨界區(qū)；

5、無(wú)等待

無(wú)鎖只要求有一個(gè)線程可以在有限步內(nèi)完成操作，二無(wú)等待要求所有的線程都必須在有限步內(nèi)完成；這樣就不會(huì)引起饑餓問(wèn)題；

一個(gè)典型的無(wú)等待結(jié)構(gòu)就是RCU（Read-Copy-Update）。它的基本思想是對(duì)數(shù)據(jù)的讀不加控制，所有的讀都是無(wú)等待的，但在寫數(shù)據(jù)的時(shí)候，先取得原數(shù)據(jù)的副本，接著只修改副本數(shù)據(jù)，在合適的時(shí)間內(nèi)再返回；

二、jmm的一些特性

1、原子性

一個(gè)操作不可中斷，一個(gè)線程一旦開(kāi)始執(zhí)行一個(gè)操作就不會(huì)被其他線程干擾；

例如在32位機(jī)器上對(duì)int的讀寫，但是long的讀寫就不是原子性的，如果兩個(gè)線程同時(shí)對(duì)一個(gè)long數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫的話就有可能會(huì)造成臟數(shù)據(jù)；

2、可見(jiàn)性

一個(gè)線程修改了一個(gè)共享變量的值，其他線程能否立即知道這個(gè)修改；

3、有序性

多線程的執(zhí)行可能會(huì)導(dǎo)致程序的亂序執(zhí)行，而亂序的原因則是因?yàn)闉榱吮ＷC指令流水線不被中斷從而對(duì)指令進(jìn)行重排；

有前后依賴性的指令指令不能被重排：

volatile變量；

解鎖必然要發(fā)生在加鎖前

傳遞性：A先于B,B先于C，則A先于C；

三、Java并行基礎(chǔ)

1、線程狀態(tài)圖及基本操作

2、新建線程

start()而不是run()

3、終止線程

stop：stop比較暴力，會(huì)直接終止線程，并且釋放這個(gè)線程所持有的鎖，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致性；

正確的方法應(yīng)該是在線程體里面增加一個(gè)標(biāo)志位，標(biāo)志位代表是否終止該線程，線程執(zhí)行的時(shí)候回檢查標(biāo)志位的狀態(tài)，如果為true，則退出執(zhí)行；

4、線程中斷

關(guān)于線程中斷有3個(gè)方法：

public void Thread.interrupt() //中斷線程，設(shè)置中斷標(biāo)志位

public boolean Thread.isInterrupted() //判斷是否被中斷

public static boolean Thread.interrupted() //判斷是否被中斷，并清除中斷狀態(tài)

在具體應(yīng)用的時(shí)候需要像stop線程一樣，在線程執(zhí)行方法里面檢查該線程是否被中斷，如果被中斷就退出；

5、線程等待和通知

線程等待和通知通過(guò)調(diào)用obj.wait() 和 obj.notify()方法執(zhí)行，當(dāng)調(diào)用wait方法時(shí)，該線程就會(huì)在這個(gè)對(duì)象上等待，直到其他線程調(diào)用該對(duì)象notify方法，obj就是多個(gè)線程之間的通信手段；

wait方法必須在同步快中調(diào)用，notify方法會(huì)在該對(duì)象的阻塞隊(duì)列中隨機(jī)選擇一個(gè)線程運(yùn)行；

wait方法和sleep方法一樣 都可以讓線程等待一段時(shí)間，除了wait可以被喚醒，sleep需要被打斷，另外一個(gè)主要的區(qū)別就是wait方法會(huì)釋放目標(biāo)對(duì)象的鎖，而sleep方法則不會(huì)；

6、suspend和resume

suspend和resume方法已被廢棄，因?yàn)閟uspend在掛起線程的同時(shí)并不會(huì)釋放任何鎖資源，從而導(dǎo)致其他線程也無(wú)法執(zhí)行，直到調(diào)用了resume方法，被掛起的程序才能被訪問(wèn)；

7、join和yield

join表示無(wú)限等待，他會(huì)一直阻塞當(dāng)前線程，直到目標(biāo)線程執(zhí)行完畢；

yield會(huì)讓出cpu，然后就想爭(zhēng)奪cpu；

10、volatile與jmm

volatile關(guān)鍵字保證共享數(shù)據(jù)的可見(jiàn)性，線程會(huì)在釋放鎖之前把數(shù)據(jù)寫回主存，保證其對(duì)其他線程可見(jiàn)；但是volatile只是保證可見(jiàn)性，并不能保證互斥性，而synchronized既可以保證可見(jiàn)性，又能保證互斥性；

11、守護(hù)線程

系統(tǒng)的守護(hù)者，在后臺(tái)默默執(zhí)行一些系統(tǒng)服務(wù)，如垃圾回收線程、jit線程；與之相對(duì)的是用戶線程，用戶線程是系統(tǒng)的工作線程，如果用戶線程全部結(jié)束，那這個(gè)程序也就無(wú)事可做了，應(yīng)用程序就會(huì)退出；

12、線程優(yōu)先級(jí)

在Java中，使用1到10表示線程的優(yōu)先級(jí)，數(shù)字越大，優(yōu)先級(jí)越高；

13、synchronized關(guān)鍵字用法

制指定加鎖對(duì)象

直接作用于實(shí)例方法，進(jìn)入同步代碼的時(shí)候會(huì)獲得當(dāng)前實(shí)例的鎖；

直接作用于靜態(tài)方法：相對(duì)于當(dāng)前類加鎖，進(jìn)入同步代碼的時(shí)候會(huì)獲得當(dāng)前類的鎖；

14、Java集合的線程安全性

線程安全的Java集合：vector，stack，enumeration，hashtable，還有并發(fā)包里面的一些類：CopyOnWriteArrayList， ConcurrentHashMap，CopyOnWriteArraySet。

四、Java并發(fā)包

1、synchronized的功能擴(kuò)展：重入鎖（ReentrantLock）

重入鎖性能要比synchronized好，控制力度比較小，而且使用起來(lái)也更靈活；

重入鎖線程在等待的時(shí)候可以被中斷，而synchronized要么獲得鎖繼續(xù)執(zhí)行，要么保持等待；

重入鎖線程在等待的時(shí)候可以限時(shí)等待；

重入鎖提供了公平鎖和非公平鎖兩種模式；

2、Condition條件

wait和notify方法和synchronized關(guān)鍵字合作使用，而condition是和重入鎖合作使用通過(guò)lock.newCondition()方法可以生成一個(gè)與重入鎖綁定的Condition對(duì)象；

Condition提供了一些基本方法：

await：是當(dāng)期線程等待，并釋放當(dāng)前鎖，當(dāng)其他線程使用signal或者signalAll時(shí)，線程會(huì)重新獲得鎖并繼續(xù)執(zhí)行；

awaitUninterruptibly與await基本相同，但它不會(huì)再等待過(guò)程中響應(yīng)中斷；

signal喚醒一個(gè)線程

signalAll方法喚醒所有等待線程；

3、Semaphore信號(hào)量：允許多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)

acquire申請(qǐng)?jiān)S可，若無(wú)法獲得，則線程等待直到有一個(gè)線城釋放許可或當(dāng)前線程被中斷；

acquireUninterruptibly和acquire類似，不過(guò)不響應(yīng)中斷；

release釋放許可

4、ReadWriteLock讀寫鎖

讀寫分離鎖，如果使用synchronized或者可重入鎖，線程的所有讀之間，讀與寫之間，寫與寫之間都是串行操作，但讀與度之不會(huì)造成數(shù)據(jù)的破壞，這也就是讀寫鎖所做的事情；

5、倒計(jì)時(shí)器CountDownLatch

6、循環(huán) 柵欄CyclicBarrier

7、線程池

Executor提供了各種各樣的線程池：

newFixedThreadPool：固定數(shù)量線程的線程池，當(dāng)任務(wù)超出線程數(shù)量時(shí)，暫存在阻塞隊(duì)列中；

newSingleExecutor:返回一個(gè)只有一個(gè)線程的線程池，多于一個(gè)任務(wù)的話，保存在阻塞隊(duì)列中；

newCachedThreadPool:返回一個(gè)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整線程數(shù)量的線程池，但是可以設(shè)置線程池的最大線程數(shù)量，線程存活時(shí)間等；

newSingleThreadScheduleExecutor:返回一個(gè)ScheduledExecutorService對(duì)象，線程池大小為1，有定時(shí)執(zhí)行任務(wù)的功能；

newScheduleThreadPool：返回一個(gè)ScheduledExecutorService對(duì)象，但線程池的線程數(shù)量可以指定；

當(dāng)線程池超過(guò)負(fù)載的時(shí)候（線程池用完，等待隊(duì)列用完?。?，jdk有幾種內(nèi)置的策略：

AbortPolicy:直接拋出異常，阻止系統(tǒng)正常工作

CallerRunsPolicy：只要線程池未關(guān)閉，直接在線程池中運(yùn)行該任務(wù)

DiscardOledestPolicy：丟棄一個(gè)最老的請(qǐng)求

DiscardPolicy：直接丟棄，不與任何處理；

8、Fork/Join框架：分而治之

類似于分治思想，F(xiàn)ork階段用來(lái)把任務(wù)分割成多個(gè)子任務(wù)，Join階段用來(lái)收集結(jié)果

五、鎖的優(yōu)化及注意事項(xiàng)

1、提高鎖性能的幾點(diǎn)建議

減小鎖持有時(shí)間、減小鎖粒度、讀寫分離鎖替換獨(dú)占鎖、鎖分離（不同的操作不同的鎖）、鎖粗化（鎖的粒度太小也不好，會(huì)造成線程反復(fù)的申請(qǐng)鎖）

2、jdk提供的鎖策略

鎖偏向、輕量級(jí)鎖、自旋鎖、鎖消除

3、人手一支筆：ThreadLocal

ThreadLocal把共享變量編程每個(gè)線程的內(nèi)部變量，只有當(dāng)前線程訪問(wèn)；

4、無(wú)鎖CAS

CAS的算法過(guò)程是這樣的：它包含3個(gè)參數(shù)CAS(V,E,N)，V表示要更新的變量，E表示預(yù)期的值，N表示新值。僅當(dāng)V等于E時(shí)，才把V更新為N，如果不等，表示有其他的線程做了更新，則當(dāng)前線程什么都不做。最后，CAS返回當(dāng)前V的真實(shí)值；

但是CAS也有可能出現(xiàn)問(wèn)題，即如果一個(gè)線程改了值，但是又被另一個(gè)線程改了回去，則當(dāng)前線程會(huì)認(rèn)為其值沒(méi)有變化過(guò)進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行更新，在有的應(yīng)用可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，可以在增加一個(gè)時(shí)間戳參數(shù)來(lái)保證。