并发概念:

当拥有多个线程时，程序在单核处理器上运行时，多个线程交替进入内存中，多核处理器上，每个线程都将分配到一个处理器上，是可以同时运行的 

cpu多级缓存：

内存和高速缓存都连接在系统总线上

因为cpu的读取速度太快，所以要通过高速缓存来协调，避免造成资源浪费（结构：cpu->cache->memory）

cache存在的意义：缓存要远远小于主存

    1.时间局部性：如果某个数据被访问，那么在不久的将来他很有可能再次被访问

    2.空间局部性：如果某个数据被访问，那么与他相邻的数据很有可能很快被访问

 

MESI协议：保证多个CPU cache之间缓存共享数据的一致

MESI代表四种状态  

M：modify被修改       它中存储的是该CPU已经修改过的东西（此时内存中的数据还没有被修改），需要返回给内存，返回的时间就是在其他的缓存访问内存之前 在写入内存后，它的状态将变为独享状态

E：Exclusive独享   它中的数据与内存中的数据一致，当有CPU读取时变为共享状态，当有CPU要修改时变为被修改状态

S：share共享   它与主存中的数据是一致的，可以多个CPU同时访问，但如果有一个CPU对其进行修改，那么这个他将转为M，在其他未修改的CPU中转为I状态

I：invalid无效的   无效的

四种操作：

local read： 读本地缓存

local write：向本地写

remote  read：从内存中读

remote write：从内存中写

 

乱序执行优化：处理器为了提高运算速度而做出违背代码原有顺序的优化

 

Java内存模型：JMM

 

它规定了一个线程如何，何时可以看到其他线程修改过后的共享变量的值，怎样同步共享变量

堆(Heap):在运行时自动分配内存，但是读取速度慢

栈(Stack):存取速度快

本地变量都是存放在线程栈上的，对象是放在堆中的

当两个线程同时访问一个对象的，每个线程会获得一个该对象的私有拷贝

 

内存模型的八种操作：

lock(锁定):作用于主内存变量，把一个变量标识为一条线程的独占状态

unlock(解锁):作用于主内存的变量，把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可被其他线程锁定

read(读取):作用于主内存的变量，把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用

load(载入):作用于工作内存的变量，它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中

use(使用):作用于工作内存的变量，把工作内存中的一个变量的值传递给执行引擎

assign(赋值):作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎接收到的值赋值给工作内存的变量

store(存储):作用于工作内存的变量，把工作内存中的一个变量的值送到主内存中，以便随后的write操作

write(写入):作用于主内存的变量，它把store操作从工作内存中一个变量的值传送到主内存的变量中

 

同步规则：

1.如果要把一个变量从主内存中复制到工作内存，就需要按顺序地执行read和load操作，如果把变量从工作内存中同步回主内存中，就要按顺序执行store和write操作，但java内存模型只要求上述操作必须按顺序执行，并没有说要是连续执行的(这里就可以看出，java多线程的执行时会出现不安全问题 )

2.不允许read和load，store和write操作之一单独出现

 3.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之后必须同步到主内存中 

4.不允许一个线程无原因的（没有发生任何assign操作）把数据从工作内存同步回主内存中(这里可能是说明再非特殊情况下，执行引擎是不能直接和主内存进行数据交换的)

5.一个新的变量只能诞生在主内存中，不允许工作内存中直接使用一个未被初始化(load或assign)的变量，即就是对一个变量实施use和store操作之前，必须先执行过了assign和load操作(这里的意思就是在新变量被初始化后要进行赋值，赋值操

作需要进入到工作内存中让执行引擎来操作，最后返回)

6.一个变量在同一时刻值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，但需要相应执行次数的unlock操作，变量才会被解锁，lock和unlock必须成对出现

7.如果对一个变量执行lock操作，将会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

8.如果一个变量事先没有被lock锁定，那就不能对他实行unlock，也不允许去unlock一个被其他线程锁定的变量

9.对一个变量执行unlock之前，必须把此变量同步到主内存中(执行store和write操作)

 

并发的优势与风险：

优势：同时处理多个请求，响应更快。复杂的操作可以分成多个进程同时进行，程序设计在某些情况下更简单，CPU能在等待IO时做一些其他的事情

风险：多个线程共享数据时可能会产生期望不符的结果，会出现死锁，饥饿问题，CPU切换频繁，调度时间增加，内存消耗