Java 高效并发

并发

每秒事物处理数（TPS）

硬件的效率与缓存一致性

运算的时候将数据读取到缓存中，让其快速的运算，当运算结束后从缓存进行同步回内存

Java内存模型：

线程共享的变量储存在主内存，每个线程拥有自己的工作内存

注意：局部变量表的引用类型是线程私有的，但是引用指向的对象是线程共享的

volatile修饰符

保证变量可见性（保证在各个线程的工作内存中是一致的）

不保证一致性（例如volatile变量a，a++不是原子操作，a++操作在栈顶进行，再写回工作内存，这里缺少同步操作）

保证此变量不出现指令重排

指令重排

flag=false
....
....
flag=true
....
while(flag){
....
}

指令重排出现的问题：究竟循环前面flag=true还是flag=false

并发特性

原子性：原子操作

可见性：修改立即可见

有序性：线程内表现串行（线程外无序：指令重排，工作内存和主内存的同步延迟）

先行发生原则

操作A产生的结果会影响到操作B的观察，影响包括：修改共享内存的值，发送了消息，调用了方法等。

a:
i=1

b:
j=i

c:
i=2

a与b操作存在先行发生原则

volatile和synchronized的区别：

volatile效率高，注意使用

synchronized效率不如volatile

线程实现

使用内核线程（轻量级进程，用户态和核心态来回切换）

使用用户线程（没有操作系统的支持，所有操作都需要程序处理）

使用用户线程+轻量级进程混合

Java线程实现

Liunx+Windows线程与轻量级进程一对一

Java线程调度

协调式进程调度（主动让出cpu，容易由于程序的问题，一直不让出cpu，从而导致系统崩溃）

抢占式进程调度（被强迫让出cpu）

Java线程五种状态

1. 新建（New）

2. 运行（Running）

3. 无限期等待（Waiting）

4. 限期等待（Timed Waiting）

5. 阻塞（Blocked）

6. 结束（Terminated）

线程安全

实现方式：

1. 互斥同步（阻塞同步）synchronized（不公平）+ReentrantLock（可公平）

2. 非阻塞同步（原子操作：失败重试+CAS）

3. 无同步方案（可重入代码+线程本地储存Thread Lock Storage）

锁优化

自旋锁（时间一定）和自适应自旋锁（时间不一定）

锁消除（依据变量逃逸情况，决定是否取消锁操作）

锁粗化（在一系列频繁的反复的上锁和解锁的操作时导致效率低的情况，将锁操作范围扩大）

轻量级锁（没有竞争的情况下，不使用传统锁，而是用轻量级锁，在没有竞争的情况下高，相反因为多一次CAS操作，不推荐）

偏向锁（无竞争时去除锁，不推荐）