一、进程和线程

• 进程对应的是程序，每个进程对应一定的地址空间，暂停时保存当前的状态，为进程切换提供了可能
• 单核CPU的话任一时间只有一个进程在占用CPU
• 针对进程子任务只能串行的问题，出现了线程的概念。每个线程对应一个子任务。（为什么不多进程？分配进程成本高，进程切换消耗大，进程间资源不共享）
• 进程让操作系统的并发性成为可能，而线程让进程的内部并发成为可能。进程是操作系统进行资源分配的基本单位，而线程是操作系统进行调度的基本单位。线程共享进程的资源

二、Java内存模型

• 线程间共享变量存储在主内存中
• 每个线程都有私有的本地工作内存，本地内存中存储了共享变量的副本，线程对变量的读写操作都在本地进行。

三、并发编程需要考虑的问题

• 共享性

  • 每个线程操作的始终是本地内存中的变量
  • Servlet以单实例多线程的方式工作。只要Servlet中的代码只使用局部变量，Servlet就不会导致同步问题。
  • Spring MVC的控制器也是这么做的，从请求中获得的对象都是以方法的参数传入而不是作为类的成员。
  • Struts2的做法正好相反，因此Struts2中作为控制器的Action类都是每个请求对应一个实例

• 互斥性

  • 加锁（共享锁、排他锁）
  • 不变模式，用final修饰。Java中的Spring就是具有不变形的代表，所以是线程安全的

• 原子性

  • volatile无法保证原子性

• 可见性

  • volatile修饰的变量，更改后会立刻刷新到主内存中，其他线程也会进行同步

• 有序性

  • 编译级别的重排序，比如编译器的优化
  • 指令级重排序，比如CPU指令执行的重排序
  • 内存系统的重排序，比如缓存和读写缓冲区导致的重排序

四、volatile和synchronized

• 实现原理：

  • volatile：lock前缀指令实现内存屏障，防止指令重排，并且把指令直接更新到主存中
  • synchronized：在JVM层次实现，使用monitor（每个对象都有一个监视器锁）来实现同步，其中同步代码块采用monitorenter、monitorexit指令显式实现，而同步方法则使用ACC_SYNCHRONIZED标记符隐式实现

• 修饰对象：

  • volatile：修饰变量
  • synchronized：修饰成员方法（锁该对象），修饰静态方法（锁该类的.Class对象），修饰代码块（可以指定需要哪个对象的锁）。

五、线程状态改变

• Object的方法：wait/notify/notifyAll
• Thread的方法：sleep/join/yield
  • wait：释放锁，进入等待池
  • join：使主线程等待子线程执行完成后再执行，换句话说就是将线程的并行执行变为串行执行
  • yield：线程让出CPU，回到就绪状态