一、并发基础

1. 多线程的作用

平衡CPU、内存、I/O设备的速度差异，合理利用CPU的高性能

• CPU增加了缓存，来均衡与内存的速度差异 （导致可见性问题）
• 操作系统增加了进程、线程，以分时复用CPU来均衡CPU与I/O设备的速度差异（导致原子性问题）
• 编译程序优化指令执行次序，使得缓存能够更加合理的运用 （导致有序性问题）

2. 并发三要素

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（CPU缓存引起不可见性）

原子性： 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。（分时复用引起）

有序性： 程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行 （指令重排会打乱顺序）

3. Java 原子性保证

Java内存模型只保证了基本读取和简单赋值（如a = 10）操作是原子性的，其他实现需要通过synchronized和Lock来实现。由于synchronized和Lock能够保证任一时刻只有一个线程执行该代码块，那么自然就不存在原子性问题了，从而保证了原子性。

4. Java可见性保证

Java提供了volatile关键字来保证可见性。当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。

而普通的共享变量不能保证可见性，因为普通共享变量被修改之后，什么时候被写入主存是不确定的，当其他线程去读取时，此时内存中可能还是原来的旧值，因此无法保证可见性。

通过synchronized和Lock也能够保证可见性，synchronized和Lock能保证同一时刻只有一个线程获取锁然后执行同步代码，并且在释放锁之前会将对变量的修改刷新到主存当中。因此可以保证可见性

5. Java有序性保证

synchronized和Lock

synchronized和Lock保证每个时刻是有一个线程执行同步代码，相当于是让线程顺序执行同步代码，自然就保

证了有序性。当然JMM是通过Happens-Before 规则来保证有序性的。

二、线程基础

1. Java中线程的使用方式

有三种使用线程的方法:实现 Runnable 接口；实现 Callable 接口；继承 Thread 类。

实现Runnable接口的例子：

 public static void main(String[] args) {MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();Thread thread = new Thread(myRunnable);thread.start();}public static class  MyRunnable implements Runnable{@Overridepublic void run() {}}

实现Callable接口的例子：

public class Test {public static void main(String[] args) {MyCallable myCallable = new MyCallable();FutureTask futureTask = new FutureTask<>(myCallable);Thread thread = new Thread(futureTask);thread.start();try {// 获取返回结果System.out.println(futureTask.get());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}public static class  MyCallable implements Callable {@Overridepublic String call() throws Exception {return "ok";}}
}

继承Thread类

public class Test {public static void main(String[] args) {MyThread thread = new MyThread();thread.start();}public static class  MyThread extends Thread{@Overridepublic void run() {super.run();}}
}

实现 Runnable 和 Callable 接口的类只能当做一个可以在线程中运行的任务，不是真正意义上的线程，因此最后还需要通过 Thread 来调用。可以说任务是通过线程驱动从而执行的

Runnable和Callable的区别

Callable 可以有返回值，返回值通过 FutureTask 进行封装。

当调用 start() 方法启动一个线程时，虚拟机会将该线程放入就绪队列中等待被调度，当一个线程被调度时会执行该线程的run()方法。

如何选择，实现接口更好，因为Java不支持多继承，如果继承Thread类就不能继承其他类了，接口也更轻量。实际上Thread类以也实现了Runnable

2. Daemon守护线程

守护线程是程序运行时在后台提供服务的线程，不属于程序中不可或缺的部分。

当所有非守护线程结束时，程序也就终止，同时会杀死所有守护线程。main() 属于非守护线程。

使用 setDaemon() 方法将一个线程设置为守护线程。

  public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread();thread.setDaemon(true);}

3. sleep()

Thread.sleep(millisec) 方法会休眠当前正在执行的线程，millisec 单位为毫秒。

sleep() 可能会抛出 InterruptedException，因为异常不能跨线程传播回 main() 中，所以必须在本地进行处理。线程中抛出的其它异常也同样需要在本地进行处理。

 try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}

4. join()

在线程中调用另一个线程的join()方法，会将当前线程挂起，而不是忙等待，直到目标线程结束

5. wait() notify() notifyAll()

调用wait()使得线程等待某个条件满足，线程在等待时会被挂起，当其他线程的运行使得这个条件满足时，其它线程会调用notify()或者notifyAll()来唤醒挂起的线程。

它们都属于 Object 的一部分，而不属于 Thread。

只能用在同步方法或者同步控制块中，否则会在运行时抛出 IllegalMonitorStateExeception。

使用wait()挂起期间，线程会释放锁。这是因为，如果没有释放锁，那么其它线程就无法进入对象的同步方法或者同步控制块中，那么就无法执行notify()或者notifyAll()来唤醒挂起的线程，造成死锁。

6. wait() 和 sleep() 的区别

• wait() 是 Object 的方法，而 sleep() 是 Thread 的静态方法；
• wait() 会释放锁，sleep() 不会。

7. await() signal() signalAll()

java.util.concurrent 类库中提供了 Condition 类来实现线程之间的协调，可以在 Condition 上调用await()方法使线程等待，其它线程调用 signal() 或 signalAll() 方法唤醒等待的线程。相比于wait()这种等待方式，await() 可以指定等待的条件，因此更加灵活。

使用 Lock 来获取一个 Condition 对象。