并发编程（一）理论基础
并发编程的流程
分工
分工就是将一个比较大的任务，拆分成多个大小合适的任务，交给合适的线程去完成，强调的是性能。
也就是说，应该主线程执行的任务不要交给子线程去做。
Executor、Fork/Join、Future 框架就是一种分工模式
同步
工作中遇到的线程协作问题，基本上都可以描述为这样的一个问题：当某个条件不满足时，线程需要等待，当某个条件满足时，线程需要被唤醒执行。
在 Java 并发编程领域，解决协作问题的核心技术是管程，几乎提到的所有线程协作技术底层都是利用管程解决的。
管程是一种解决并发问题的通用模型，同时还能解决下面我们将要介绍的互斥问题。
CountDownLatch 就是一种典型的同步方式
Java SDK 里提供的 CountDownLatch、CyclicBarrier、Phaser、Exchanger 也都是用来解决线程协作问题的。
互斥
所谓互斥，指的是同一时刻，只允许一个线程访问共享变量。
Java SDK 里提供的 ReadWriteLock、StampedLock 就可以优化读多写少场景下锁的性能。
还可以使用无锁的数据结构，例如 Java SDK 里提供的原子类都是基于无锁技术实现的。
Java 还提供了 Thread Local 和 final 关键字，还有一种 Copy-on-write 的模式。（原理是不共享变量或者变量只允许读）
并发编程解决的3个问题
可见性
CPU 增加了高速缓存，以均衡与内存的速度差异。
但是在多核的情况下，每个cpu单独访问自己的L1，L2级别缓存时是独立的，不与其他cpu共享的，就会引起共享资源的问题。
在多线程的程序中，一个线程对共享变量的修改，另外一个线程能够立刻看到，就称为可见性。
原子性
操作系统允许某个进程执行一小段时间。
例如 50 毫秒，过了 50 毫秒操作系统就会重新选择一个进程来执行（我们称为“任务切换”），这个 50 毫秒称为“时间片”。
现代的操作系统都基于更轻量的线程来调度，现在我们提到的“任务切换”都是指“线程切换”。
我们把一个或者多个操作在 CPU 执行的过程中不被中断的特性称为原子性。
有序性问题
cpu的为了提升效率使用了指令重排的方式。
编译优化不仅带来了效率提升，但是也导致了一些我们不想被调换顺序执行的代码被cpu替换了
可见性、原子性、有序性的解决
三个核心关键字
volatile
作用
告诉编译器，该变量的读写不能够使用CPU的独立缓存，必须从共享内存中读取或者写入
实现
主要是通过内存屏障(memory barrier)禁止重排序的，即时编译器根据具体的底层体系架构，将这些内存屏障替换成具体的 CPU 指令。
对编译器而言，内存屏障将限制它所能做的重排序优化。
而对于处理器而言，内存屏障将会导致缓存的刷新操作。对于volatile，编译器将在volatile字段的读写操作前后各插入一些内存屏障。
synchronized
偏向锁加锁的本质就是在锁对象的对象头中写入当前线程的 id
统一线程再次访问就减少了锁访问的开销
final
final修饰的实例字段则是涉及到新建对象的发布问题。
当一个对象包含final修饰的实例字段时，其他线程能够看到已经初始化的final实例字段，这是安全的。
Happen-Before 8 个规则
即 前一个操作对后一个操作是可见的
Happens-Before 约束了编译器的优化行为，虽允许编译器优化，但是要求编译器优化后一定遵守 Happens-Before 规则。
单线程 happen-before 原则
在同一个线程中，书写在前面的操作 happen-before 后面的操作。
锁的 happen-before 原则
同一个锁的 unlock 操作 happen-before 此锁的 lock 操作。
在解锁的时候，JVM需要强制刷新缓存，使得当前线程所修改的内存对其他线程可见。
volatile 的 happen-befor 原则
对一个 volatile 变量的写操作 happen-before 对此变量的任意操作(当然也包括写操作了)。
volatile字段可以看成是一种不保证原子性的同步但保证可见性的特性，其性能往往是优于锁操作的。
但是，频繁地访问 volatile字段也会出现因为不断地强制刷新缓存而影响程序的性能的问题。
happen-before 的传递性原则
如果A操作 happen-before B 操作，B操作 happen-before C 操作，那么A操作 happen-before C 操作。
线程的 join() happen-before 原则
当线程 A 调用了线程 B 中的 join() 方法后，那么 A 线程能够看到所有对共享变量的操作
线程启动的 happen-before 原则
同一个线程的 start() 方法 happen-before 此线程的其它方法。
基于传递性原则，主线程 A 启动子线程 B 后，子线程 B 能够看到主线程在启动子线程 B 前的操作。
线程中断的 happen-before 原则
对线程 interrupt 方法的调用 happen-before 被中断线程的检测到中断发送的代码。
线程终结的 happen-before 原则
线程中的所有操作都 happen-before 线程的终止检测。
对象创建的 happen-before 原则
一个对象的初始化完成先于他的 finalize 方法调用。