一.进程和线程区别
二.轻量级锁与偏向锁
三.CAS
在JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的，这会导致有锁
锁机制存在以下问题：
（1）在多线程竞争下，加锁、释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题。
（2）一个线程持有锁会导致其它所有需要此锁的线程挂起。
（3）如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置，引起性能风险。
volatile是不错的机制，但是volatile不能保证原子性。因此对于同步最终还是要回到锁机制上来。
独占锁是一种悲观锁，synchronized就是一种独占锁，会导致其它所有需要锁的线程挂起，等待持有锁的线程释放锁。而另一个更加有效的锁就是乐观锁。所谓乐观锁就是，每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。乐观锁用到的机制就是CAS，Compare and Swap。
二、CAS的目的
利用CPU的CAS指令，同时借助JNI来完成Java的非阻塞算法。其它原子操作都是利用类似的特性完成的。而整个J.U.C都是建立在CAS之上的，因此对于synchronized阻塞算法，J.U.C在性能上有了很大的提升。
三、CAS存在的问题
CAS虽然很高效的解决原子操作，但是CAS仍然存在三大问题。ABA问题，循环时间长开销大和只能保证一个共享变量的原子操作
1.ABA问题。因为CAS需要在操作值的时候检查下值有没有发生变化，如果没有发生变化则更新，但是如果一个值原来是A，变成了B，又变成了A，那么使用CAS进行检查时会发现它的值没有发生变化，但是实际上却变化了。ABA问题的解决思路就是使用版本号。在变量前面追加上版本号，每次变量更新的时候把版本号加一，那么A－B－A 就会变成1A-2B－3A。
从Java1.5开始JDK的atomic包里提供了一个类AtomicStampedReference来解决ABA问题。这个类的compareAndSet方法作用是首先检查当前引用是否等于预期引用，并且当前标志是否等于预期标志，如果全部相等，则以原子方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值。
关于ABA问题参考文档: http://blog.hesey.net/2011/09/resolve-aba-by-atomicstampedreference.html
2. 循环时间长开销大。自旋CAS如果长时间不成功，会给CPU带来非常大的执行开销。如果JVM能支持处理器提供的pause指令那么效率会有一定的提升，pause指令有两个作用，第一它可以延迟流水线执行指令（de-pipeline）,使CPU不会消耗过多的执行资源，延迟的时间取决于具体实现的版本，在一些处理器上延迟时间是零。第二它可以避免在退出循环的时候因内存顺序冲突（memory order violation）而引起CPU流水线被清空（CPU pipeline flush），从而提高CPU的执行效率。
3. 只能保证一个共享变量的原子操作。当对一个共享变量执行操作时，我们可以使用循环CAS的方式来保证原子操作，但是对多个共享变量操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性，这个时候就可以用锁，或者有一个取巧的办法，就是把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。比如有两个共享变量i＝2,j=a，合并一下ij=2a，然后用CAS来操作ij。从Java1.5开始JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性，你可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作。
四、concurrent包的实现
由于java的CAS同时具有 volatile 读和volatile写的内存语义，因此Java线程之间的通信现在有了下面四种方式：
A线程写volatile变量，随后B线程读这个volatile变量。
A线程写volatile变量，随后B线程用CAS更新这个volatile变量。
A线程用CAS更新一个volatile变量，随后B线程用CAS更新这个volatile变量。
A线程用CAS更新一个volatile变量，随后B线程读这个volatile变量。
Java的CAS会使用现代处理器上提供的高效机器级别原子指令，这些原子指令以原子方式对内存执行读-改-写操作，这是在多处理器中实现同步的关键（从本质上来说，能够支持原子性读-改-写指令的计算机器，是顺序计算图灵机的异步等价机器，因此任何现代的多处理器都会去支持某种能对内存执行原子性读-改-写操作的原子指令）。同时，volatile变量的读/写和CAS可以实现线程之间的通信。把这些特性整合在一起，就形成了整个concurrent包得以实现的基石。如果我们仔细分析concurrent包的源代码实现，会发现一个通用化的实现模式：
首先，声明共享变量为volatile；
然后，使用CAS的原子条件更新来实现线程之间的同步；
同时，配合以volatile的读/写和CAS所具有的volatile读和写的内存语义来实现线程之间的通信。
AQS，非阻塞数据结构和原子变量类（java.util.concurrent.atomic包中的类），这些concurrent包中的基础类都是使用这种模式来实现的，而concurrent包中的高层类又是依赖于这些基础类来实现的。从整体来看，concurrent包的实现示意图如下：
四.CAS自旋
五.自旋
六.java并发编程中CountDownLatch和CyclicBarrier的使用
在多线程程序设计中，经常会遇到一个线程等待一个或多个线程的场景，遇到这样的场景应该如何解决？
如果是一个线程等待一个线程，则可以通过await()和notify()来实现；
如果是一个线程等待多个线程，则就可以使用CountDownLatch和CyclicBarrier来实现比较好的控制。
下面来详细描述下CountDownLatch的应用场景：
例如：百米赛跑：8名运动员同时起跑，由于速度的快慢，肯定有会出现先到终点和晚到终点的情况，而终点有个统计成绩的仪器，当所有选手到达终点时，它会统计所有人的成绩并进行排序，然后把结果发送到汇报成绩的系统。
其实这就是一个CountDownLatch的应用场景：一个线程或多个线程等待其他线程运行达到某一目标后进行自己的下一步工作，而被等待的“其他线程”达到这个目标后继续自己下面的任务。
这个场景中：
1. 被等待的“其他线程”------>8名运动员
2. 等待“其他线程”的这个线程------>终点统计成绩的仪器
那么，如何来通过CountDownLatch来实现上述场景的线程控制和调度呢？
jdk中CountDownLatch类有一个常用的构造方法：CountDownLatch(int count)；
两个常用的方法：await()和countdown()
其 中count是一个计数器中的初始化数字，比如初始化的数字是2，当一个线程里调用了countdown()，则这个计数器就减一，当线程调用了 await()，则这个线程就等待这个计数器变为0，当这个计数器变为0时，这个线程继续自己下面的工作。下面是上述CountDownLatch场景的 实现：
Work类（运动员）：
import Java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class Work implements Runnable {
private int id;
private CountDownLatch beginSignal;
private CountDownLatch endSignal;
public Work(int id, CountDownLatch begin, CountDownLatch end) {
this.id = id;
this.beginSignal = begin;
this.endSignal = end;
}
@Override
public void run() {
try {
beginSignal.await();
System.out.println("起跑...");
System.out.println("work" + id + "到达终点");
endSignal.countDown();
System.out.println("work" + id + "继续干其他事情");
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
Main类（终点统计仪器）：
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
CountDownLatch begSignal = new CountDownLatch(1);
CountDownLatch endSignal = new CountDownLatch(8);
for (int i = 0; i < 8; i++) {
new Thread(new Work(i, begSignal, endSignal)).start();
}
try {
begSignal.countDown(); //统一起跑
endSignal.await(); //等待运动员到达终点
System.out.println("结果发送到汇报成绩的系统");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
下面详细描述下CyclicBarrier的应用场景：
有四个游戏玩家玩游戏，游戏有三个关卡，每个关卡必须要所有玩家都到达后才能允许通关。
其 实这个场景里的玩家中如果有玩家A先到了关卡1，他必须等待其他所有玩家都到达关卡1时才能通过，也就是说线程之间需要互相等待，这和 CountDownLatch的应用场景有区别，CountDownLatch里的线程是到了运行的目标后继续干自己的其他事情，而这里的线程需要等待其 他线程后才能继续完成下面的工作。
jdk中CyclicBarrier类有两个常用的构造方法：
1. CyclicBarrier(int parties)
这里的parties也是一个计数器，例如，初始化时parties里的计数是3，于是拥有该CyclicBarrier对象的线程当parties的计数为3时就唤醒，注：这里parties里的计数在运行时当调用CyclicBarrier:await()时,计数就加1，一直加到初始的值
2. CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
这里的parties与上一个构造方法的解释是一样的，这里需要解释的是第二个入参（Runnable barrierAction）,这个参数是一个实现Runnable接口的类的对象，也就是说当parties加到初始值时就出发barrierAction的内容。
下面来实现上述的应用场景：
Player类（玩家类）
[java] view plain copy
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class Player implements Runnable {
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
private int id;
public Player(int id, CyclicBarrier cyclicBarrier) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
this.id = id;
}
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("玩家" + id + "正在玩第一关...");
cyclicBarrier.await();
System.out.println("玩家" + id + "进入第二关...");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
GameBarrier类（关卡类，这里控制玩家必须全部到达第一关结束的关口才能进入第二关）
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class GameBarrier {
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(4, new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("所有玩家进入第二关！");
}
});
for (int i = 0; i < 4; i++) {
new Thread(new Player(i, cyclicBarrier)).start();
}
}
}
七.线程池
八.ThreadLocal
Java并发编程：深入剖析ThreadLocal - 海 子 - 博客园
九.50到java多线程面试题
Java线程面试题 Top 50 （转载） - 海 子 - 博客园
JAVA多线程和并发基础面试问答（转载） - 海 子 - 博客园
