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为什么需要多线程 ​

CPU，内存，I/O 设备速度是有极大差异的，为了提高CPU的效率，而引入的多线程

为什么会出现线程不安全 ​

在计算机的体系结构设计导致在多线程下程序存在的三个问题：

  • CPU的多级缓存机制，导致了可见性问题
  • 操作系统的分时复用CPU，即时间片轮转，导致了原子性问题
  • 编译器的指令优化执行次序（重排序），使得缓存能够合理利用，导致了有序性问题

上面出现了三个陌生的词汇，可见性、原子性和有序性，如何理解呢？ 可见性：一个线程对共享变量的修改，另外一个线程能够立刻看到。 原子性：即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。 有序性：即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。 在执行程序时为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令做重排序。重排序分三种类型：

  1. 编译器优化的重排序。编译器在不改变单线程程序语义的前提下，可以重新安排语句的执行顺序。
  2. 指令级并行的重排序。现代处理器采用了**指令级并行技术（Instruction-Level Parallelism， ILP）**来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性，处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。
  3. 内存系统的重排序。由于处理器使用缓存和读 / 写缓冲区，这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。

Java如何解决并发问题 ​

多线程下的不安全问题主要是因为缓存机制和编译优化导致的，而为了解决这一问题，Java的内存模型（JMM）规范了JVM如何禁用禁用缓存和编译优化来保证并发的安全性 具体而言主要包括：

  • volatile、synchronized 和 final 三个关键字
  • Happens-Before 规则

保证原子性：synchronized 保证有序性：volatile 和 synchronized 、Happens-Before 规则 保证可见性：volatile、synchronized 这里也是常被考察的点volatile能保证原子性吗？答案是不能。

线程安全的实现方法 ​

  1. 互斥同步: synchronized 和 ReentrantLock
  2. 非阻塞同步: CAS, AtomicXXXX
  3. 无同步方案: 栈封闭，Thread Local，可重入代码

互斥同步 ​

互斥同步主要又两种分别是：

  1. Java多线程之详解synchronized关键字
  2. 还没写

非阻塞同步 ​

互斥同步 最主要的问题就是线程阻塞与唤醒所带来的性能问题，因此互斥同步也称为阻塞同步。 互斥同步属于一种悲观的并发策略，总是认为共享数据一定会出现多线程竞争，总是对共享资源加锁。 CAS的全称是比较并交换(Compare-and-Swap，CAS)，它是一种乐观的并发策略：先进行操作，如果没有其他线程争用共享资源，那就操作成功，否则采取补偿措施，不断地重试，直到成功为止。因此这种并发策略是不需要阻塞线程的，所以称之为非阻塞同步Java多线程之详解CAS

无同步方案 ​

主要学习ThreadLocal