1 設計模式
（1） 單例模式
保證一個類只能一個對象實現。正常的單例模式分為懶漢式和餓漢式，餓漢式就是把單例聲明稱static a=new A(),系統第一次調用的時候生成（包括調用該類的其他靜態資源也會生成），懶漢式就是系統調用get函數的時候，加個鎖判斷單例對象是否存在，存在就返回不存在就聲明一個。好一點的懶漢式應該把單例加一個靜態內部類，第一次訪問的類的時候靜態內部類不會初始化，當調用的get方法的時候再實例化，這樣不用加鎖效率高一些，
public class StaticSingleton {
private StaticSingleton(){
System.out.println("StaticSingleton is create");
}
private static class SingletonHolder {
private static StaticSingleton instance = new StaticSingleton();
}
public static StaticSingleton getInstance() {
return SingletonHolder.instance;
}
（2）不變模式 類和變量都聲明為final，只要創建就不可變，常見的string Integer Double等都是不可變。
（3） future模式 客戶端請求服務端數據，如果服務端處理時間較長，可以返回一個空值（類似代理），啟動一個線程專門設值。客戶端可以先干別的，當想要試用這個值時，可以從代理里拿，如果代理值已經設置好直接返回，如果沒設置好則wait，等設置好了的時候notify。 可以向excutor里提交一個實現了Collable的對象，會返回一個Future,然后使用這個future.get()拿值。
（4） 生產者消費者模式 專門有生產者生產數據，消費者消費數據，中間靠線程安全的隊列作為公共區域，各線程都從這個區域里寫值和讀值。各個線程無需了解對存在，只要負責自己的事情即可，也符合開閉原則。
2 鎖優化
具體思路：減少鎖持有時間，減小鎖粒度，鎖分離，鎖粗化，鎖消除。
（1）減少鎖持有時間 盡量少的加鎖代碼，例如用具體代碼段代替方法加鎖。
（2）減小鎖粒度 把大對象盡量改成小對象，增加並行度減少鎖競爭。同時有利於偏向鎖，輕量級鎖。例如ConcurrentHashMap
（3）鎖分離 讀寫分離，讀讀可重入，讀寫互斥，寫寫互斥。另一種分離，例如 LinkedBlockingQueue ，存數據和取數據從隊列兩端操作，兩端各自加鎖控制即可，兩端的鎖互不影響。
（4）鎖粗化 如果一段程序要多次請求鎖，鎖之間的代碼執行時間比較少，就應該整合成一個鎖，前提是不用同步的部分執行時間短。例如for循環里面申請鎖，如果for循環時間不長，可以在for外面加鎖。
（5）鎖消除 編譯器級別的操作，如果jdk發現鎖不可能被共享，會擦除這個鎖。原理是逃逸分析，例如stringbuffer，本身操作是加鎖的，如果只在局部使用不存在並發訪問，那么會擦除鎖，如果對象逃逸出去例如賦值給全局變量等，面臨並發訪問，就不會擦除鎖。可以通過jvm參數來指定是否使用鎖消除。
3 jdk的鎖優化 sychronized的優化，由虛擬機完成
（1）偏向鎖 在競爭比較少的情況下，會使用偏向鎖來提高性能。
*對象頭 markword，共32位，存hash，鎖信息（指向鎖的指針），垃圾回收標志（偏向鎖id），年齡信息，偏向鎖線程id，monitor信息等。
一個線程爭取到對象資源時，對象會在對象頭中標記為偏向，並且將線程id寫入到對象頭中，下次如果這個線程再來可以不通過鎖競爭直接進入同步塊。當其他線程訪問的時候，偏向結束，升級為輕量級鎖。所以在競爭激烈的場景下偏向鎖會增加系統負擔，jvm默認是開啟偏向鎖的，可以通過jvm參數設置取消偏向鎖
*偏向鎖只需要在置換ThreadID的時候依賴一次CAS原子指令，在只有一個線程執行同步塊時進一步提高性能。
（2）輕量級鎖 輕量級鎖所適應的場景是線程交替執行同步塊的情況，如果存在同一時間訪問同一鎖的情況，就會導致輕量級鎖膨脹為重量級鎖。
輕量級鎖的加鎖過程 ：
1）在代碼進入同步塊的時候，如果同步對象鎖狀態為無鎖狀態（偏向鎖也是無鎖），虛擬機首先將在當前線程的棧幀中建立一個名為鎖記錄（Lock Record）的空間，用於存儲鎖對象目前的Mark Word的拷貝。
2）拷貝對象頭中的Mark Word復制到鎖記錄中。
3）拷貝成功后，虛擬機將使用CAS操作嘗試將對象的Mark Word更新為指向Lock Record的指針，並將Lock record里的owner指針指向object mark word。
4）如果這個更新動作成功了，那么這個線程就擁有了該對象的鎖，並且對象Mark Word的鎖標志位設置為處於輕量級鎖定狀態。
5）如果這個更新操作失敗了，虛擬機首先會檢查對象的Mark Word是否指向當前線程的棧幀，如果是就說明當前線程已經擁有了這個對象的鎖，那就可以直接進入同步塊繼續執行。否則說明多個線程競爭鎖，輕量級鎖就要膨脹為重量級鎖，鎖標志的狀態值變為“10”，Mark Word中存儲的就是指向重量級鎖（互斥量）的指針，后面等待鎖的線程也要進入阻塞狀態。 而當前線程便嘗試使用自旋來獲取鎖，自旋就是為了不讓線程阻塞，而采用循環去獲取鎖的過程。
輕量級鎖解鎖時，把復制的對象頭替換回去（cas）如果替換成功，鎖結束，如果失敗，說明有競爭，升級為重量級鎖（先會自旋一下等等看），notify 喚醒其他等待線程。
* 輕量級鎖是為了在線程交替執行同步塊時提高性能。
（3）自旋鎖
輕量級鎖加鎖失敗以后，可能先自旋一段時間，嘗試獲得輕量級鎖，不會着急升級為重量級鎖掛起。如果自旋過多，會造成cpu資源浪費，JDK采用了適應性自旋，簡單來說就是一開始設置固定自旋次數，線程如果自旋成功了，則下次自旋的次數會更多，如果自旋失敗了，則自旋的次數就會減少。
*自旋如果成功，可以省略線程掛起的時間。jdk7以后默認使用。
3 jdk8新特性
（1）LongAdder 類似automicLong, 但是提供了“熱點分離”。過程如下：如果並發不激烈，則與automicLong 一樣，cas賦值。如果出現並發操作，則使用數組，數組的各元素之和為真實value，讓操作分散在數組各個元素上，把並發操作壓力分散，一遇到並發就擴容數組，最后達到高效率。一般cas如果遇到高並發，可能一直賦值失敗導致不斷循環，熱點分離可以解決這個問題。有點類似concurrenthashmap，分而治之。
（2）completableFuture 對Future進行增強，支持函數式編程的流式調用。提供更多功能，壓縮編碼量。
（3）stampedLock 改進讀寫鎖，讀不阻塞寫。如果讀的時候，發生了寫，應該重新讀，不是阻塞寫。解決了一般讀寫鎖讀太多導致寫一直阻塞的問題，讀線程發現數據不一致時觸發重新讀操作。 原理是維護了一個stamp標記，在添加寫鎖的釋放寫鎖的時候，stamp都會改變（比如++），代碼在加讀鎖的時候，可以先得到stamp，讀完數據釋放讀鎖的時候，調用validate方法，檢驗剛才stamp和現在stamp是否相同，如果相同，說明讀的過程中沒有修改，讀取成功，如果不相同，則說明讀的時候發生了寫，那么接下來兩種策略，一個是繼續用當前stamp為初試，繼續讀，讀完比較stamp，是樂觀的辦法；另一種直接調用readlock（），升級為正常的讀鎖，是悲觀辦法。