要理解java內存模型以及一些處理高並發的技術手段，理解一些主要的硬件知識是必須的。

一個主要CPU運行計算的步驟例如以下：

1. 程序以及數據被載入到主內存
2. 指令和數據被載入到CPU的快速緩存
3. CPU運行指令，把結果寫到快速緩存
4. 快速緩存中的數據寫會主內存

• 高並發的問題：

CPU多級緩存：緩存一致性，亂序執行優化

緩存一致性：eg.（i初值為1，兩個線程對i進行加1操作）兩個線程分別讀取i的值存入各自所在的CPU的高速緩存當中，然後線程1進行加1操作，然後把i的最新值1寫入到內存。此時線程2的高速緩存當中i的值還是0，進行加1操作之後，i的值為1，然後線程2把i的值寫入內存。這樣最終的到的結果就是1，而不是2。

解決方法：

1. 通過在總線上加LOCK鎖的方式
2. 通過緩存一致性協議　　核心思想：當CPU向內存讀入數據時，如果發現操作的變量是共享變量，即在其他CPU中也存在該變量的副本，會發出信號通知其他CPU將該變量的緩存行置為無效狀態，因此當其他CPU需要讀取這個變量時，發現自己緩存中緩存該變量的緩存行是無效的，那麽就會從內存重新讀取。

java內存模型：JMM規定，抽象結構，同步等八種操作及規則

java並發的優勢和風險

優勢：

1. 系統可以處理多個請求，相應快
2. 磁盤和CPU利用率提升

缺點：

1. 線程過多，會消耗內存

• 線程安全性：

原子性：（Atomic 包、cas、syncronized、lock）

1. AtomicXXX:核心是Unsafe.compareAndSwapInt(CAS),將主存的值和預期值進行比較，如果相同才進行更新。
2. AtomicLong、LongAdder
3. AtomicReference、AtomicReferenceFieldUpdater
4. AtomicStampReference

• 鎖：

synchronized同步鎖：修飾4種對象（不能繼承）：不可中斷鎖，適合競爭不激烈，可讀性好

JMM關於synchronized的兩條規定：
線程解鎖前，必須把共享變量的最新值刷新到主內存

線程加鎖時，將清空工作內存中共享變量的值，從而使用共享變量時需要從主內存中重新讀取最新的值。

修飾區域：

• 修飾代碼塊
• 修飾方法
• 修飾靜態方法
• 修飾類

lock：可中斷鎖，多樣化同步，競爭激烈時能維持常態

• 可見性（syncronized、volitale）

導致共享變量在線程間不可見的原因是：1.線程交叉執行2.重排序結合線程交叉執行3.共享變量更新後的值沒有在工作內存與主存間及時更新

synchronized

volitale關鍵字（作為狀態標記量）特點：1.可見性2禁止指令重排序（加入內存屏障）

• 對volatile變量寫操作時，會在讀操作後加入一條Store屏障指令，將本地內存中的共享變量刷新到主內存
• 對volatile變量讀操作時，會在讀操作前加入一條load屏障指令，從主內存中讀取共享變量

• 有序性（happens-before 原則）

1. 程序次序規則（一個線程內：按照代碼順序，書寫在前面的操作先行發生於書寫在後面的操作）
2. 鎖定規則
3. volatile變量規則
4. 傳遞規則
5. 線程啟動規則
6. 線程中斷規則
7. 線程終結規則
8. 對象終結規則

高並發學習（一）