高效并发

计算机需要同时并发执行多个运算任务，但绝大多数复杂的任务都不是仅靠处理器就能完成的，还需要和内存交互，如读取运算数据，存储运算结果等，由于计算机存储设备和与处理器的运算结果之间有几个数量级的差距，因此在处理器和内存之间加了一层高速缓存：将运算处理需要的数据复制到缓存中，让运算能快速进行，运算结束后再将运算结果从缓存同步回内存，这样处理器就不用等待缓慢的内存读写了。

缓存一致性

在多处理器系统中每个处理器都有自己的高速缓存，而他们又共享同一块主内存，当多个处理器涉及到同一一块主内存时，将可能导致各自的缓存数据不一致，为了解决一致性问题，于是需要各处理器都遵循缓存一致性协议，而不同的物理机可以有不一样的缓存协议，而java虚拟机有自己的内存模型。

处理器、高速缓存、主内存交互关系

java 内存模型

java虚拟通过定义内存模型（Java Memory Model ）来屏蔽掉各种操作系统间的差异，以实现让java在各种平台下都能达到一致的内存访问效果。

• 主内存和工作内存
  所有的变量（包含实例字段，静态字段，但不包含线程私有的局部变量和方法参数）都存储在工作内存中，每条线程都有自己的工作内存，线程的工作内存中保存了被该线程使用到的变量的主内存副本拷贝。线程对变量的所有操作（读取，赋值等）都必须在内存中完成。不同的工作内存不能访问其他工作内存中的变量，线程间变量的传递需要通过主内存来完成。

  
  
  java线程、工作内存、主内存间的交互
• 内存间的交互操作
  变量如何从主内存拷贝到工作内存，又如何从工作内存同步回主内存的工作细节。java虚拟机定义8种操作来完成。
  lock（锁定）：作用于主内存的变量，它把变量标识为一个线程独占的状态。
  unlock（解锁）：作用于主内存的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才能被其他线程锁定。
  read（读取）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存的传输到线程等待工作内存中，以便随后的load动作。
  load（载入）：作用于工作内存，把read得到的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，它把工作内存中的一个变量值传递给执行引擎，当虚拟机执行需要使用到这个变量时就会执行这个操作。
  assign（赋值）：把从执行引擎接受到的值赋值给工作内存变量
  store（存储）：作用于工作内存，把工作内存的值传递到主内存中，以便随后的write操作。
  write（写入）：将工作内存中得到的变量值放入到主内存的变量中。

volatile 特殊规则

volatile修饰变量能保证各个线程可见，即当此变量修改后，其他线程能够看到这个变化，但并不保证线程安全
第二个语义禁止指令从排序

规则

原子性：原子操作包括（read，write，store，use，assign），lock，unlock（虚拟机层面字节码指令moniterenter，moniterexit）
可见性：指一个线程修改一个共享变量的值，其他线程立即知道这个修改。volatile变量在每次使用前会先从主内存中刷新，除volatile能保证内存可见性外，还有sychronized和final能保证可见性
有序性：先行先发生原则

java线程

java线程的五种状态
新建：创建后尚未启动的线程
运行（runable）：包括了操作系统中的线程状态的running和ready，线程可能正在运行或者等待CPU为他分配执行时间
无限期等待（waiting）:不会被分配CPU执行时间，等待被其他线程唤醒

有限期等待（timed waiting）不会被分配CPU执行时间，在一段时间后由系统唤醒
阻塞（blocked）等待获取一个排他锁
结束（terminated）线程已经结束执行

线程安全

当多个线程访问一个对象时，如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行，也不需要进行额外的同步，或者调用方进行任何其他的协调操作，，调用这个对象仍然可以获得正确的结果，那这个对象就是线程安全的。