Java并发编程（一）
目录
一、目标
二、关键字
1.synchronized
2.volatile
3.CAS实现原子操作的三大问题
4.原子类
三、死锁
四、JMM（Java Memory Model）
五、happens-before
六、线程进程协程
七、线程
八、等待通知机制
一、目标
- 提升程序响应速度
- 提高整体运行效率
- 缩短程序运行时间
二、关键字
1.synchronized
- 锁
- 直接锁住括号中内容
- 普通方法——锁的是对象——谁调用这个方法就锁谁
- 静态方法——锁住当前类对象
- 锁升级的过程
2.volatile
- 并不是锁
- 只能保证可见性
- 最新的值刷到主内存
- 其他线程的缓存值无效
3.CAS实现原子操作的三大问题
- ABA问题
在并发环境中，某线程读取到的值A在操作过程中被其他线程修改为值B，然后又改回值A，导致CAS操作错误地认为值未改变。 - 循环时间开销大
- 只能保证一个共享变量的原子操作
4.原子类
原子类是具有原子性的类，原子性的意思是对于一组操作，要么全部执行成功，要么全部执行失败，不能只有其中某几个执行成功。
作用：作用和锁有类似之处，是为了保证并发情况下的线程安全。
三、死锁
- 充要条件
- 资源互斥
- 请求保持
- 不可剥夺
- 环路等待
四、JMM（Java Memory Model）
Java线程之间的通信由Java内存模型控制，JMM决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。从抽象的角度来看，JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（Main Memory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（Local Memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是JMM的一个抽象概念，并不真实存在。
JMM其实是在遵循一个基本原则：只要不改变程序的执行结果（指的是单线程程序和正确同步的多线程程序），编译器和处理器怎么优化都行。
五、happens-before
- happens-before定义
- 如果一个操作happens-before另一个操作，那么第一个操作的执行结果将对第二个操作可见，而且第一个操作的执行顺序排在第二个操作之前。
- 两个操作之间存在happens-before关系，并不意味着Java平台的具体实现必须要按照happens-before关系指定的顺序来执行。如果重排序之后的执行结果，与按happens-before关系来执行的结果一致，那么这种重排序并不非法（也就是说，JMM允许这种重排序）。
1是JMM对程序员的承诺；2是JMM对编译器和处理器重排序的约束规则
- happens-before规则
- 程序顺序规则：一个线程中的每个操作，happens-before于该线程中的任意后续操作。
- 监视器锁规则：对一个锁的解锁，happens-before于随后对这个锁的加锁。
- volatile变量规则：对一个volatile域的写，happens-before于任意后续对这个volatile域的读。
- 传递性：如果A happens-before B，且B happens-before C，那么A happens-before C。
- start()规则：如果线程A执行操作ThreadB.start()（启动线程B），那么A线程的ThreadB.start()操作happens-before于线程B中的任意操作。
- join()规则：如果线程A执行操作ThreadB.join()并成功返回，那么线程B中的任意操作happens-before于线程A从ThreadB.join()操作成功返回。
六、线程进程协程
- 进程：操作系统分配资源的基本单位
- 线程：CPU调度的基本单位，属于同一进程
- 协程：用户态轻量级线程，由程序员在代码中显示调度（非操作系统调度）
黄金法则：协程解决I/O等待问题（如网络请求、文件读写）；线程/进程解决CPU计算并行问题
七、线程
现代操作系统调度的最小单位是线程，在一个进程里可以创建多个线程。
- 线程的启动
- start()
- run()：不会开启新线程
- 线程状态的转变
八、等待通知机制
是指一个线程A调用了对象O的wait()方法进入等待状态，而另一个线程B调用了对象O的notify()或者notifyAll()方法，线程A收到通知后从对象O的wait()方法返回，进而执行后续操作。
相关方法：
- notify()：通知一个在对象上等待的线程，使其从wait()方法返回，而返回的前提是该线程获取到了对象的锁
- notifyAll()：通知所有等待在该对象上的线程
- wait()：调用该方法的线程进入WAITING状态，只有等待另外线程的通知或被中断才会返回，需要注意，调用wait()方法后，会释放对象的锁
- wait(long)：超时等待一段时间，这里的参数时间是毫秒，也就是等待长达n毫秒，如果没有通知就超时返回
- wait(long, int)：对于超时时间更细粒度的控制，可以达到纳秒