前言
并发处理的广泛应用是使得Amdahl定律代替摩尔定律称为计算机性能发展源动力的根本原因，也是人类压榨计算机能力最有力的武器。
概述
多任务处理在现代操作系统中几乎已是一项必备的功能了，许多情况下，让计算机同时去做几件事，只是处理器的运算能力太强大了，与通讯子系统差距太大，大部分时间花了在磁盘i／o，网络通讯和数据库访问。后来在主内存和处理器之间加入了高速缓冲区cache，java的内存模型也是参考那样的方式设计的如下图：
线程间通信的步骤：首先，线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去。然后，线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量。
内存间的交互操作
八种操作来完成：来完成一个变量从主内存拷贝到工作内存、以及工作内存同步回主内存之内。
- Lock（锁定）：作用于主内存的变量，将主内存该变量标记成当前线程私有的，其他线程无法访问。
- Unlock（解锁）：作用于主内存的变量，解除主内存中该变量的锁定状态，让他变成线程共享变量。
- Read（读取）：作用于主内存的变量，将该变量读取到当前线程的工作内存中，以便进行load操作。
- Load（加载）：作用于工作内存中的变量，将read获取到的变量载入工作内存的变量副本中。
- Use（使用）：作用于工作内存中的变量，虚拟机执行引擎在执行字节码指令的时候，碰到了一个变量就会执行该操作，使用该变量。
- Assgin（赋值）：作用于工作内存中的变量，虚拟机执行引擎在执行字节码指令的时候，碰到了变量赋值的指令就会执行该操作。
- Store（存储）：作用于工作内存中的变量，将工作内存中的变量放入主内存，以便进行write操作。
- Write（写入）：作用于主内存中的变量，将store得到的变量放入主内存的变量中。
说明：如果要把一个变量从主内存复制到工作内存，那就要按顺序地执行read和load操作，如果要把变量从工作内存同步回主内存，就要按顺序的执行store和write操作。这两个操作必须按顺序执行，但是没有保证是连续执行，也就是说read与load之间、store与write之间是可插入其他指令的。除此之外，Java内存模型还规定了在执行上述八种基本操作时必须满足如下规则：
- 不允许read和load、store和write操作之一单独出现，即不允许一个变量从主内存读取了但工作内存不接受，或者从工作内存发起回写了但主内存不接受的情况。
- 不允许一个线程丢弃它的最近assign操作，即变量在工作内存中改变了之后必须把该变化同步回主内存。
- 不允许一个线程无原因的（没有发生过任何assign操作）把数据从线程的工作内存同步回主内存中。
- 一个新的变量只能在主内存中诞生，不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化（load或assign）的变量，就是对一个变量执行use和store之前必须先执行过了assign和load操作。
- 一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其进行lock操作，但lock操作可以被同一条线程重复执行多次，多次执行lock后，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会被解锁。
- 如果对一个变量执行lock操作，僵尸清空工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，需要重新执行load或assign操作初始化变量的值。
- 如果一个变量事先没有被lock操作锁定，则不允许对它执行unlock操作，也不允许去unlock一个被其他线程锁定住的变量。
- 对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存中。
volatile
它有两个语义：
- 保证该变量对所以线程的可见性，但不是总能保证线程安全性，因为java的操作并非原子操作。
- 禁止指令重排序。指令重排序会干扰并发程序的执行。
我们如何选择：volatile的效率是高于锁的，只是在写操作上因为防止重排序插入了内存屏障指令高于普通变量。我们重点放到只使用volatile是否就能满足我们的业务需求，而且对double和long类型变量我们一般不会用到，可能会读到半个变量。
Java内存模型中对volatile变量定义的特殊规则：
- 在工作内存中，每次使用volatile变量前都必须从主内存中刷新最新的值，用于保证能看到其他线程对变量V所做的修改后的值。
- 在工作内存中，每次修改后的值都必须立刻同步回主内存中，用于保证其他线程可以看到自己对变量的修改。
- volatile修饰的变量不会被指令重排优化，保证代码的执行顺序与程序的顺序相同。
内存模型的特点
原子性
由Java内存模型来直接保证的原子性变量操作包括read、load、assign、use、store和write这六个，我们可以大致的认为基本数据类型的访问读写是具备原子性的（long和double除外）。Java代码中的同步块即synchronized关键字，因此在synchronized块之间的操作也具备原子性。内部是通过字节码指令monitorenter和monitorexit来实现。
可见性
就是当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即得知这个修改。Java内存模型是通过在变量修改后将新值同步回主内存，在变量读取前从主内存刷新变量值。关键字synchronized和final也能保证可见性。首先同步块是因为对变量执行unlock操作之前，必须先把次变量同步回主内存中。而final关键字的可见性是指：被final修饰的字段在构造器中一旦被初始化完成，并且构造器没有把this指针传递出去，那么在其他线程中就能看见final字段的值。
有序性
用synchronized和volatile关键字来保证线程操作之间的有序性。volatile本省就包含禁止指令重排序的语义，而synchronized则是因为：一个变量在同一时刻只允许一条线程对齐进行lock操作。这个规则决定了持有同一个锁的两个同步块只能串行的进入。
先行发生原则
如果Java内存模型中所有的有序性都只靠volatile和synchronized来完成，那么有一些操作将会变得很啰嗦。java内存模型中的一个重点原则——先行发生原则（Happens-Before），使用这个原则作为依据，来指导你判断是否存在线程安全和竞争问题。
- 程序顺序规则：在程序中，如果A操作在B操作之前（比如A代码在B代码上面，或者由A程序调用B程序），那么在这个线程中，A操作将在B操作之前执行。
- 管理锁定规则：一个unlock操作先于后面对同一个锁的lock操作之前执行。
volatile变量规则：对一个volatile变量的写操作必须在对该变量的读操作之前发生。 - 线程启动规则：线程的Thread.start()必须在该线程所有其他操作之前发生。
- 线程终止规则：线程中所有操作都先行发生于该线程的终止检测。可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值判断线程是否终止。
- 线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用必须在被中断线程的代码检测到interrupt调用之前执行。
- 对象终结规则：对象的初始化（构造函数的调用）必须在该对象的finalize()方法完成。
传递性：如果A先行发生于B，B先行发生于C，那么A先行发生于C。
线程的实现
主要有三种方式：使用内核线程KLT、用户线程UT、使用用户和轻量级进程LWP混合。操作系统支持怎么样的线程模型，很大程度决定了java采用何种线程实现方式，对于java程序的编码和运行来说是差异是透明的。
线程调度
分为协同式和抢占式两种。
线程的状态
分为以下几种：新建、运行、无限期等待、限期等待、阻塞、结束
说明
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