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：
- 程序以及數據被載入到主內存
- 指令和數據被載入到CPU的快速緩存
- CPU運行指令，把結果寫到快速緩存
- 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，然后線程1進行加1操作，然后把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操作之后，i的值為1，然后線程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：
- 通過在總線上加LOCK鎖的方式
- 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，那么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：
- 系統可以處理多個請求，相應快
- 磁盤和CPU利用率提升
缺點：
- 線程過多，會消耗內存
- 線程安全性：
原子性：（Atomic 包、cas、syncronized、lock）
- 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。
- AtomicLong、LongAdder
- AtomicReference、AtomicReferenceFieldUpdater
- 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.共享變量更新后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）
禁止指令重排序：a.當程序執行到volatile變量的讀操作或者寫操作時，在其前面的操作更改肯定全部已經執行，且結果已經對后面的操作可見;在其后面的操作肯定還沒有進行b.在指令優化時，不能把volatile變量后面的語句放到其前面執行。
- 對volatile變量寫操作時，會在讀操作后加入一條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
使用volitile關鍵字的場景：
1.作為別的線程的標志位
2.雙重校驗鎖DCL
public class Singleton
{
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null)
{
synchronized (Singleton.class)
{
if (singleton == null)
{
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
- 有序性（happens-before 原則）
- 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后面的操作）
- 鎖定規則
- volatile變量規則
- 傳遞規則
- 線程啟動規則
- 線程中斷規則
- 線程終結規則
- 對象終結規則