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深入理解 Java 并发编程：从理论到实践的全面指南

news 2025/9/30 12:01:38

🌟个人主页：编程攻城狮

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🌷前言：

一、Java 并发编程基础

1.1 并发与并行的区别

1.2 线程与进程

1.3 线程的生命周期

1.4 创建线程的方式

二、Java 内存模型与线程安全

2.1 Java 内存模型（JMM）

2.2 线程安全的三大特性

2.3 volatile 关键字

2.4 synchronized 关键字

三、Java 并发工具类

3.1 线程池

3.1.1 ThreadPoolExecutor 的核心参数

3.1.2 线程池的工作原理

3.1.3 常见的线程池

3.2 同步容器与并发容器

3.2.1 同步容器

3.2.2 并发容器

3.3 闭锁与栅栏

3.3.1 闭锁（CountDownLatch）

3.3.2 栅栏（CyclicBarrier）

3.4 信号量（Semaphore）

四、Java 并发编程高级主题

4.1 线程间通信

4.2 线程池的扩展与监控

4.2.1 线程池的扩展

4.2.2 线程池的监控

4.3 原子操作类

4.4 并发编程中的设计模式

五、并发编程常见问题及解决方案

5.1 死锁

5.1.1 死锁的产生条件

5.1.2 死锁的检测与避免

5.2 活锁

5.3 饥饿

5.4 内存可见性问题

六、并发编程性能优化

6.1 减少锁的竞争

6.2 合理使用线程池

6.3 避免线程泄漏

6.4 利用 CPU 缓存

七、总结与展望

🌈共勉:

🌷前言：

在当今的软件开发领域，并发编程已经成为提升系统性能和响应能力的关键技术。随着多核处理器的普及，充分利用硬件资源实现高效的并发操作成为 Java 开发者必须掌握的技能。然而，并发编程也带来了诸如线程安全、死锁、资源竞争等一系列复杂问题。本文将从 Java 并发编程的基础理论出发，深入探讨线程模型、同步机制、并发工具类等核心内容，并结合实际案例分析并发编程中的常见问题及解决方案。无论你是刚开始接触并发编程的新手，还是希望进一步提升并发编程技能的资深开发者，本文都将为你提供全面而深入的指导。

一、Java 并发编程基础

1.1 并发与并行的区别

在讨论并发编程之前，我们首先需要明确两个重要概念：并发（Concurrency）和并行（Parallelism）。

并发：指在同一时间段内，多个任务交替执行。从宏观上看，这些任务似乎是同时进行的，但从微观上看，它们是在 CPU 上交替运行的。并发的核心是 "交替执行"。
并行：指在同一时刻，多个任务同时执行。这需要多个 CPU 核心的支持，每个核心负责执行一个任务。并行的核心是 "同时执行"。

举个生活中的例子：并发就像是一个人同时处理多个任务（如一边打电话一边打字），而并行则像是多个人同时处理不同的任务。

在 Java 中，并发编程主要关注如何有效地利用 CPU 资源，通过多线程技术实现任务的并发执行，从而提高程序的执行效率和响应速度。

1.2 线程与进程

线程和进程是操作系统中的两个基本概念，理解它们之间的关系对于掌握并发编程至关重要。

进程：是操作系统进行资源分配和调度的基本单位，每个进程都有自己独立的内存空间和系统资源。进程之间相互独立，通过进程间通信（IPC）机制进行交互。
线程：是进程中的一个执行单元，一个进程可以包含多个线程。线程共享进程的内存空间和系统资源，但每个线程有自己独立的程序计数器、栈和局部变量。线程的创建和切换开销比进程小得多。

Java 程序运行在 Java 虚拟机（JVM）进程中，JVM 启动时会创建一个主线程（main 线程），开发者可以通过代码创建多个子线程，实现并发操作。

1.3 线程的生命周期

在 Java 中，线程具有以下几种状态，这些状态定义在Thread.State枚举中：

状态	说明
NEW	线程刚被创建，但尚未启动
RUNNABLE	线程正在 JVM 中运行，或者正在等待 CPU 资源
BLOCKED	线程处于阻塞状态，等待获取锁
WAITING	线程处于等待状态，需要其他线程唤醒
TIMED_WAITING	线程处于限时等待状态，在指定时间后会自动唤醒
TERMINATED	线程执行完毕，已经终止

线程的生命周期从 NEW 状态开始，调用start()方法后进入 RUNNABLE 状态。在运行过程中，线程可能会因为各种原因转换到 BLOCKED、WAITING 或 TIMED_WAITING 状态，最终执行完毕后进入 TERMINATED 状态。

1.4 创建线程的方式

在 Java 中，创建线程主要有以下三种方式：

继承 Thread 类：
- 定义一个类继承Thread类，重写run()方法，在run()方法中实现线程要执行的任务。
- 创建该类的实例，调用start()方法启动线程。
实现 Runnable 接口：
- 定义一个类实现Runnable接口，实现run()方法。
- 创建Thread类的实例，将Runnable对象作为参数传递给Thread的构造方法。
- 调用start()方法启动线程。
实现 Callable 接口：
- 定义一个类实现Callable<T>接口，实现call()方法，call()方法可以返回结果并抛出异常。
- 创建FutureTask<T>对象，将Callable对象作为参数传递给FutureTask的构造方法。
- 创建Thread类的实例，将FutureTask对象作为参数传递给Thread的构造方法。
- 调用start()方法启动线程，通过FutureTask的get()方法获取线程执行的结果。

相比之下，实现Runnable或Callable接口的方式更灵活，因为 Java 支持多接口实现，但不支持多类继承。此外，Callable接口可以返回执行结果，这在很多场景下非常有用。

二、Java 内存模型与线程安全

2.1 Java 内存模型（JMM）

Java 内存模型（Java Memory Model，JMM）定义了线程和主内存之间的抽象关系，它是理解 Java 并发编程的基础。

根据 JMM，所有的变量都存储在主内存中，每个线程都有自己的工作内存。线程的工作内存中保存了该线程使用的变量的主内存副本。线程对变量的所有操作（读取、赋值等）都必须在工作内存中进行，而不能直接操作主内存中的变量。不同线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间的变量值传递必须通过主内存来完成。

JMM 通过定义一系列规则来规范线程如何访问主内存中的变量，从而保证了并发编程的可见性、原子性和有序性。

2.2 线程安全的三大特性

线程安全是并发编程中最核心的问题，它主要涉及以下三个特性：

原子性：指一个操作是不可中断的，要么全部执行完成，要么全部不执行。在多线程环境下，一个操作的中间状态不会被其他线程看到。Java 中的 synchronized关键字和java.util.concurrent.atomic包中的原子类可以保证操作的原子性。
可见性：指当一个线程修改了共享变量的值后，其他线程能够立即得知这个修改。Java 中的volatile关键字、synchronized关键字和final关键字可以保证变量的可见性。
有序性：指程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。在单线程环境下，编译器和处理器为了优化性能可能会对指令进行重排序，但这种重排序不会影响程序的执行结果。在多线程环境下，重排序可能会导致程序执行结果与预期不符。Java 中的volatile关键字和synchronized关键字可以保证操作的有序性。

2.3 volatile 关键字

volatile是 Java 提供的一种轻量级的同步机制，它主要有以下两个作用：

保证可见性：当一个变量被volatile修饰时，线程对该变量的修改会立即刷新到主内存中，并且会使其他线程中该变量的缓存失效，从而其他线程需要重新从主内存中读取该变量的值。
禁止指令重排序：volatile关键字可以禁止编译器和处理器对被修饰变量的相关指令进行重排序，从而保证了程序执行的有序性。

需要注意的是，volatile关键字不能保证操作的原子性。例如，i++操作虽然涉及对i的读取、修改和写入，但它并不是一个原子操作，即使i被volatile修饰，在多线程环境下也可能出现线程安全问题。

2.4 synchronized 关键字

synchronized是 Java 中最常用的同步机制，它可以保证被修饰的方法或代码块在同一时刻只能被一个线程执行，从而保证了操作的原子性、可见性和有序性。

synchronized的使用方式主要有以下三种：

修饰实例方法：锁是当前对象实例。
修饰静态方法：锁是当前类的 Class 对象。
修饰代码块：锁是synchronized括号中指定的对象。

synchronized的实现依赖于 Java 对象头中的监视器锁（Monitor）。当线程进入synchronized修饰的方法或代码块时，需要获取锁；当线程退出synchronized修饰的方法或代码块时，需要释放锁。在获取锁的过程中，如果锁已经被其他线程持有，则当前线程会进入阻塞状态，直到获取到锁为止。

JDK 1.6 对synchronized进行了重大优化，引入了偏向锁、轻量级锁和重量级锁等概念，大大提高了synchronized的性能。

三、Java 并发工具类

3.1 线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以避免频繁创建和销毁线程带来的性能开销，提高系统的响应速度和资源利用率。

Java 中的线程池主要通过java.util.concurrent.Executor框架实现，其中ThreadPoolExecutor是线程池的核心实现类。

3.1.1 ThreadPoolExecutor 的核心参数

ThreadPoolExecutor的构造方法包含以下几个核心参数：

corePoolSize：核心线程数，线程池始终保持的线程数量。
maximumPoolSize：最大线程数，线程池允许创建的最大线程数量。
keepAliveTime：非核心线程的空闲存活时间，当非核心线程的空闲时间超过该值时，会被销毁。
unit：keepAliveTime的时间单位。
workQueue：任务队列，用于存放等待执行的任务。
threadFactory：线程工厂，用于创建线程。
handler：拒绝策略，当任务无法被处理时（如线程池已满且任务队列已满），采取的处理策略。

3.1.2 线程池的工作原理

线程池的工作原理如下：

当提交一个任务时，如果当前线程数小于核心线程数，则创建新线程执行任务。
如果当前线程数等于或大于核心线程数，则将任务加入任务队列等待执行。
如果任务队列已满，且当前线程数小于最大线程数，则创建新线程（非核心线程）执行任务。
如果任务队列已满，且当前线程数等于最大线程数，则根据拒绝策略处理该任务。

3.1.3 常见的线程池

Executors工具类提供了多种预设的线程池，方便开发者使用：

FixedThreadPool：固定大小的线程池，核心线程数和最大线程数相等。
CachedThreadPool：可缓存的线程池，核心线程数为 0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE，适合处理大量短期任务。
SingleThreadExecutor：单线程的线程池，只有一个核心线程，保证所有任务按顺序执行。
ScheduledThreadPool：定时任务线程池，支持定时执行任务。

在实际开发中，建议根据具体需求自定义线程池，而不是直接使用Executors提供的线程池，因为Executors提供的线程池可能存在资源耗尽的风险。

3.2 同步容器与并发容器

在多线程环境下，使用普通的容器（如ArrayList、HashMap等）可能会出现线程安全问题。Java 提供了同步容器和并发容器来解决这个问题。

3.2.1 同步容器

同步容器是通过synchronized关键字实现线程安全的容器，主要包括：

Vector：ArrayList的同步版本。
Hashtable：HashMap的同步版本。
Collections.synchronizedXXX()方法返回的同步容器，如synchronizedList、synchronizedMap等。

同步容器的优点是实现简单，但缺点也很明显：它们通过对容器的所有方法加锁来保证线程安全，这会导致在多线程环境下性能较差，尤其是在高并发场景下。

3.2.2 并发容器

JDK 1.5 引入了java.util.concurrent包，提供了一系列高效的并发容器，这些容器采用了更精细的锁机制（如分段锁、CAS 操作等），在保证线程安全的同时，大大提高了并发性能。

常见的并发容器包括：

ConcurrentHashMap：HashMap的并发版本，采用分段锁机制，支持高并发的读操作和一定程度的并发写操作。
CopyOnWriteArrayList：ArrayList的并发版本，适合读多写少的场景。当进行写操作时，会创建一个新的数组并复制原数组的内容，然后在新数组上进行修改，最后将引用指向新数组。
ConcurrentLinkedQueue：基于链表的并发队列，采用无锁算法，具有高效的并发性能。
BlockingQueue：阻塞队列，支持在队列为空时阻塞获取元素的操作，在队列已满时阻塞添加元素的操作。常见的实现类有ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue等。

在实际开发中，应优先使用并发容器，而不是同步容器，以获得更好的并发性能。

3.3 闭锁与栅栏

闭锁（Latch）和栅栏（Barrier）是两种常用的同步工具，用于协调多个线程之间的执行顺序。

3.3.1 闭锁（CountDownLatch）

CountDownLatch是一种同步工具，它允许一个或多个线程等待其他线程完成一系列操作后再继续执行。

CountDownLatch的工作原理如下：

创建CountDownLatch对象时，指定一个计数器初始值。
当一个线程需要等待其他线程完成操作时，调用await()方法，该线程会进入等待状态，直到计数器的值变为 0。
当其他线程完成操作后，调用countDown()方法，计数器的值减 1。
当计数器的值变为 0 时，所有等待的线程被唤醒，继续执行。

CountDownLatch的典型应用场景包括：启动一个服务时，需要等待多个组件初始化完成；测试一个并发算法时，需要等待所有线程都准备好后再开始执行。

3.3.2 栅栏（CyclicBarrier）

CyclicBarrier是另一种同步工具，它允许多个线程相互等待，直到所有线程都到达某个屏障点后再继续执行。

CyclicBarrier与CountDownLatch的主要区别在于：

CountDownLatch的计数器只能使用一次，而CyclicBarrier的计数器可以通过reset()方法重置，从而可以重复使用。
CyclicBarrier可以在所有线程到达屏障点后，执行一个指定的任务（通过CyclicBarrier的构造方法传入）。

CyclicBarrier的典型应用场景包括：多个线程需要协同完成一个任务，每个线程负责一部分工作，当所有线程都完成自己的工作后，再进行汇总。

3.4 信号量（Semaphore）

Semaphore是一种用于控制同时访问特定资源的线程数量的同步工具。它通过维护一个许可集来实现，线程需要获取许可才能访问资源，访问完成后释放许可。

Semaphore的工作原理如下：

创建Semaphore对象时，指定许可的数量。
当一个线程需要访问资源时，调用acquire()方法获取许可。如果当前有可用的许可，则线程获取许可并继续执行；否则，线程进入等待状态，直到有许可可用。
当线程完成对资源的访问后，调用release()方法释放许可，使其他线程可以获取许可。

Semaphore的典型应用场景包括：控制并发访问的线程数量，如限制数据库连接的数量；实现资源池，如线程池、连接池等。

四、Java 并发编程高级主题

4.1 线程间通信

在多线程环境下，线程之间经常需要进行通信，以协调彼此的工作。Java 提供了多种线程间通信的方式：

wait ()、notify () 和 notifyAll () 方法：这三个方法是Object类的方法，用于实现线程间的等待 / 通知机制。当一个线程调用wait()方法时，它会释放所持有的锁并进入等待状态；当其他线程调用notify()或notifyAll()方法时，会唤醒等待在该对象上的线程。
join () 方法：Thread类的join()方法用于等待该线程执行完毕。当一个线程调用另一个线程的join()方法时，当前线程会进入等待状态，直到被调用的线程执行完毕后才继续执行。
管道流：java.io包中的PipedInputStream和PipedOutputStream、PipedReader和PipedWriter可以用于实现线程间的通信。一个线程通过输出流写入数据，另一个线程通过输入流读取数据，从而实现线程间的数据传递。
并发工具类：如CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore等，也可以用于线程间的通信和同步。

4.2 线程池的扩展与监控

在实际开发中，我们可能需要对线程池进行扩展和监控，以满足特定的需求。

4.2.1 线程池的扩展

ThreadPoolExecutor提供了几个可以重写的方法，用于扩展线程池的功能：

beforeExecute(Thread t, Runnable r)：在任务执行之前调用。
afterExecute(Runnable r, Throwable t)：在任务执行之后调用。
terminated()：在线程池终止时调用。

通过重写这些方法，我们可以实现对任务执行的日志记录、性能统计、异常处理等功能。

4.2.2 线程池的监控

为了更好地了解线程池的运行状态，我们可以通过ThreadPoolExecutor提供的方法获取线程池的相关信息：

getCorePoolSize()：获取核心线程数。
getPoolSize()：获取当前线程数。
getMaximumPoolSize()：获取最大线程数。
getActiveCount()：获取正在执行任务的线程数。
getTaskCount()：获取已提交的任务总数。
getCompletedTaskCount()：获取已完成的任务数。
getQueue()：获取任务队列。

通过监控这些信息，我们可以及时发现线程池的问题，并进行调整和优化。

4.3 原子操作类

java.util.concurrent.atomic包提供了一系列原子操作类，这些类利用 CPU 的 CAS（Compare And Swap）指令实现了原子操作，避免了使用synchronized关键字带来的性能开销。

常见的原子操作类包括：

基本类型原子类：如AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean等，用于对基本类型进行原子操作。
数组类型原子类：如AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray等，用于对数组元素进行原子操作。
引用类型原子类：如AtomicReference、AtomicStampedReference、AtomicMarkableReference等，用于对引用类型进行原子操作。其中，AtomicStampedReference和AtomicMarkableReference可以解决 CAS 操作的 ABA 问题。
字段更新器：如AtomicIntegerFieldUpdater、AtomicLongFieldUpdater、AtomicReferenceFieldUpdater等，用于对对象的字段进行原子操作。

原子操作类适用于简单的计数器、标志位等场景，但对于复杂的并发操作，仍然需要使用synchronized关键字或其他同步机制。

4.4 并发编程中的设计模式

在并发编程中，有一些常用的设计模式可以帮助我们更好地解决并发问题：

生产者 - 消费者模式：通过一个共享的缓冲区（如阻塞队列），生产者线程负责向缓冲区中添加数据，消费者线程负责从缓冲区中取出数据。这种模式可以实现生产者和消费者之间的解耦，提高系统的并发性能。
读者 - 写者模式：允许多个读者线程同时读取共享资源，但只允许一个写者线程修改共享资源，且在写者线程修改资源时，读者线程不能读取资源。这种模式适用于读多写少的场景。
线程池模式：通过管理一组线程，实现对任务的高效处理。线程池模式可以避免频繁创建和销毁线程带来的性能开销，提高系统的响应速度。
Future 模式：允许异步执行任务，并在任务执行完成后获取结果。Future模式可以提高系统的并发性能，因为调用者不需要等待任务执行完成，可以继续执行其他操作。

掌握这些设计模式，可以帮助我们更好地设计和实现并发程序，提高程序的可读性、可维护性和性能。

五、并发编程常见问题及解决方案

5.1 死锁

死锁是指两个或多个线程相互等待对方释放资源而陷入无限等待的状态。死锁会导致程序无法继续执行，是并发编程中最严重的问题之一。

5.1.1 死锁的产生条件

死锁的产生需要满足以下四个条件：

互斥条件：资源只能被一个线程持有。
持有并等待条件：一个线程持有部分资源，并等待其他线程持有的资源。
不可剥夺条件：线程持有的资源不能被其他线程强制剥夺。
循环等待条件：多个线程之间形成一种循环等待资源的关系。

只有当这四个条件同时满足时，才会产生死锁。

5.1.2 死锁的检测与避免

检测死锁可以通过jstack命令生成线程快照，分析线程的状态和锁的持有情况，从而找出死锁的线程和相关资源。

避免死锁的方法主要有：

按顺序获取资源：规定所有线程按相同的顺序获取资源，从而避免循环等待条件。
定时获取锁：使用tryLock(long time, TimeUnit unit)方法获取锁，并设置超时时间。如果在指定时间内无法获取锁，则释放已持有的资源，并重试或放弃。
使用 Lock 接口：Lock接口提供了更灵活的锁操作，如可以中断等待锁的线程、可以尝试获取锁等，有助于避免死锁。
减少锁的持有时间：尽量缩短线程持有锁的时间，减少死锁发生的概率。

5.2 活锁

活锁是指两个或多个线程不断地改变自己的状态，以响应其他线程的状态变化，但始终无法继续执行的状态。活锁与死锁的区别在于，死锁中的线程处于阻塞状态，而活锁中的线程处于运行状态。

活锁的典型例子是两个线程为了避免死锁，不断地释放自己持有的资源，然后尝试获取对方的资源，但始终无法成功。

避免活锁的方法主要有：

引入随机性：在尝试获取资源时，引入随机的等待时间，避免线程之间的同步行为。
设置重试次数上限：当线程多次尝试获取资源失败后，放弃获取资源，避免无限重试。

5.3 饥饿

饥饿是指一个线程长期无法获取所需的资源，导致无法继续执行的状态。饥饿通常是由于资源分配不公引起的，如优先级低的线程长期被优先级高的线程抢占资源。

避免饥饿的方法主要有：

公平锁：使用公平锁可以保证线程获取锁的顺序与请求锁的顺序一致，避免优先级低的线程长期饥饿。
合理设置线程优先级：避免设置过高的线程优先级，以免低优先级的线程长期无法获取资源。
减少锁的持有时间：尽量缩短线程持有锁的时间，让其他线程有更多的机会获取资源。

5.4 内存可见性问题

内存可见性问题是指一个线程对共享变量的修改，其他线程无法立即看到，从而导致程序执行结果与预期不符。

内存可见性问题的产生主要是由于 CPU 缓存和指令重排序导致的。解决内存可见性问题的方法主要有：

使用 volatile 关键字：volatile关键字可以保证变量的可见性和禁止指令重排序。
使用 synchronized 关键字：synchronized关键字可以保证操作的原子性、可见性和有序性。
使用并发工具类：如AtomicInteger、ConcurrentHashMap等，这些工具类内部实现了对内存可见性的保证。

六、并发编程性能优化

6.1 减少锁的竞争

锁的竞争是影响并发程序性能的主要因素之一。减少锁的竞争可以从以下几个方面入手：

减小锁的粒度：将一个大的锁拆分成多个小的锁，减少线程之间的锁竞争。例如，ConcurrentHashMap采用分段锁机制，将整个 Map 分成多个段，每个段都有自己的锁，从而减少了锁的竞争。
使用读写锁：对于读多写少的场景，可以使用ReentrantReadWriteLock，允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源，从而提高并发性能。
使用无锁算法：如java.util.concurrent.atomic包中的原子操作类，利用 CPU 的 CAS 指令实现原子操作，避免了使用锁带来的开销。
减少锁的持有时间：尽量缩短线程持有锁的时间，让其他线程有更多的机会获取锁。

6.2 合理使用线程池

线程池的合理配置对并发程序的性能有很大影响。在配置线程池时，需要考虑以下几个因素：

任务类型：如果是 CPU 密集型任务（如计算），线程池的大小应该设置为 CPU 核心数加 1；如果是 IO 密集型任务（如网络请求、数据库操作），线程池的大小可以设置为 CPU 核心数的 2 倍或更多。
任务优先级：对于优先级不同的任务，可以使用不同的线程池进行处理，以保证高优先级任务的及时执行。
任务队列：任务队列的选择应该根据任务的特性和系统的需求来确定。对于短期任务，可以使用SynchronousQueue；对于有界任务，可以使用ArrayBlockingQueue；对于无界任务，可以使用LinkedBlockingQueue。
拒绝策略：拒绝策略的选择应该根据系统的需求来确定。对于关键任务，可以使用AbortPolicy（默认策略，抛出异常）；对于非关键任务，可以使用DiscardPolicy（丢弃任务）或DiscardOldestPolicy（丢弃最旧的任务）；也可以自定义拒绝策略，如将任务保存到磁盘或发送到消息队列。

6.3 避免线程泄漏

线程泄漏是指线程虽然已经不再需要，但仍然没有被销毁，导致资源浪费的现象。线程泄漏会逐渐消耗系统资源，最终导致系统性能下降甚至崩溃。

避免线程泄漏的方法主要有：

正确管理线程的生命周期：确保线程在完成任务后能够正常终止。对于长期运行的线程，应该提供一种优雅的退出机制，如通过标志位控制线程的运行状态。
避免线程阻塞在无限等待中：在使用wait()、join()、park()等方法时，应该设置超时时间，避免线程无限等待。
正确使用线程池：线程池中的线程是被重用的，如果任务执行过程中出现异常而没有被捕获，可能会导致线程被销毁，从而造成线程泄漏。因此，在任务中应该捕获所有异常，确保线程能够正常重用。

6.4 利用 CPU 缓存

CPU 缓存是提高 CPU 执行效率的重要机制，合理利用 CPU 缓存可以提高并发程序的性能。

利用 CPU 缓存的方法主要有：

数据对齐：将频繁访问的数据按照 CPU 缓存行的大小进行对齐，减少缓存行的浪费。
局部性原理：尽量保证程序的局部性，即让 CPU 在短时间内访问的数据集中在较小的内存区域，从而提高缓存命中率。
避免伪共享：伪共享是指多个线程同时修改同一个缓存行中的不同变量，导致缓存行频繁失效，从而降低性能。避免伪共享的方法是将这些变量放在不同的缓存行中，如通过填充字节的方式。