Java高并发与JVM
1、Java高并发
1.1CPU cache
所有的计算都是由CPU进行操作的，然而CPU的读写速度远远大于Main Memory的读写速度，故在CPU中添加了高速缓存，缓存分为3级，每一级都是都是由指令和数据构成。
1.2Java内存模型-JMM
Java的高并采用的是共享内存模型，即同一个内存中变量可被多个线程同时使用。但是引入了一个新的问题，缓存不一致问题，当多个线程同时修改一个变量时，会有线程安全问题。
1.3并发编程中的三个特性 *
原子性
一次操作要么成功要么失败
可见性
多线程操作一个变量时，一个线程修改了值，要对另外线程可见
有序性
你的代码在运行过程中的先后执行顺序 Java编译器运行有优化
并发编程当满足此三个条件时才能保证线程安全。
volatile ：
– 不保证原子性 ，如volatile修饰的变量i，并发进行i++时，也会发生线程安全问题
– 保证可见性
– 保证有序性
1.4JMM如何保证三大特性
**原子性**
基础类型
x = 100 //能保证原子性
y = x //不能保证原子性
y++ //不能保证原子性，反编译字节码文件，显示它拆成了三个步骤。
**简单的放一起就不一定是原子的**
volatile 不保证原子性
**可见性**
volatile
synchronized
JUC里面的Lock
**有序性**
volatile
synchronized
JUC里面的Lock
volatile语义
保证不同线程对share操作可见性
禁止对指令执行的顺序进行重排序
volatile vs synchronized
使用
volatile： 实例变量以及类变量,不能修改方法、局部变量
synchronized：不能修饰变量，只能修饰方法或者代码块
原子性
volatile不支持
可见性
OK
有序性
OK
其他
synchronized：block （悲观锁）
volatile不会线程阻塞
volatile使用场景：单列模式中，volatile+双重校验锁保证线程安全
1.5CAS操作,乐观锁
CAS: Compare-And-Swap 比较并交换
拿到内存中的最新值，使用CAS尝试将内存的值修改成目标值，如果修改失败，则获取该内存位置的最新值，然后重新尝试，直到修改成功，死循环
Unsafe很多方法都是native，直接调用JDK底层，性能高
直接操作内存，不受JVM管理
CAS：
缺点：开销大，CPU消耗高
1.5并发编程常见的工具类
- CountDownLatch：火箭倒数计时发射。完成一个子线程减1，当为0，主线程运行。
- CyclicBarrier: 集齐七颗龙珠召唤神龙。完成一个线程加一，当为指定数时，触发回调函数运行。
- Semaphore: 占茅坑。类似于synchronized，但是它是能设置有多少个线程能同时的访问某段代码。
aqs（AbustactQueuedSynchronizer）同步队列 实现子类有：ReentrantLock、Semaphore、CountdowLatch
1.6Synchronized与Lock的区别
synchronized与Lock是java开发中最常见的所得使用
- 对比
1.首先synchronized是java内置关键字，在jvm层面，Lock是个java类；
2.synchronized无法判断是否获取锁的状态，Lock可以判断是否获取到锁；
3.synchronized会自动释放锁(a 线程执行完同步代码会释放锁 ；b 线程执行过程中发生异常会释放锁)，Lock需在finally中手工释放锁（unlock()方法释放锁），否则容易造成线程死锁；
4.用synchronized关键字的两个线程1和线程2，如果当前线程1获得锁，线程2线程等待。如果线程1阻塞，线程2则会一直等待下去，而Lock锁就不一定会等待下去，如果尝试获取不到锁，线程可以不用一直等待就结束了；
5.synchronized的锁可重入、不可中断、非公平，而Lock锁可重入、可判断、可公平（两者皆可）
6.Lock锁适合大量同步的代码的同步问题，synchronized锁适合代码少量的同步问题。
- Synchronized 锁的到底是什么？
1、锁非静态方法时：锁住的是调用该方法的对象。针对当前new的对象
2、锁代码块时：锁住的是括号中Class对象。针对所有new的 对象
2.JVM
2.1JVM运行时五块区域
程序计数器、堆、栈、方法区、本地方法栈(运行时常量池 1.8移动到堆中)
https://www.cnblogs.com/sxdcgaq8080/p/7156227.html
2.2堆的常见调优参数
- 初生代和幸存带比例：-XX:SurvivorRatio=8 ，默认8：1：1
- 老年代和年轻代比列：-XX:NewRatio=2，默认2:1
- 设置堆的最大最小值：-Xms2G -Xmx2G,默认配置一致防止内存抖动
- 设置年老代使用CMSGC： -XX:+UseConcMarkSweepGC
https://blog.csdn.net/zqz_zqz/article/details/70568819
2.3GC范围
Minor GC：年轻代的GC
Major GC：老年代的GC
通常Major Gc前一般会进行Minor GC。 故有时Full GC和Major GC不怎么区分说法
2.4GCJDK1.7和JDK1.8的区别
1）Java1.8相对1.7，首先引入lamta表达式，
2）同时以元空间(Metaspace)取代永久代(PermGen)，区别时元空间不在虚拟机中，故元空间内存大小只收本地内存影响。
3）HashMap数据结构由数组+链表(hash表)结构变成红黑二叉树，避免hash分布不均匀的问题