并發(fā)和并行的區(qū)別為：意思不同、側(cè)重不同、處理不同。

一、意思不同

1、并發(fā)：并發(fā)是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔發(fā)生，把任務(wù)在不同的時(shí)間點(diǎn)交給處理器進(jìn)行處理。在同一時(shí)間點(diǎn)，任務(wù)并不會(huì)同時(shí)運(yùn)行。

2、并行：并行是指兩個(gè)或者多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生，把每一個(gè)任務(wù)分配給每一個(gè)處理器獨(dú)立完成。在同一時(shí)間點(diǎn)，任務(wù)一定是同時(shí)運(yùn)行。

二、側(cè)重不同

1、并發(fā)：并發(fā)側(cè)重于在同一實(shí)體上。

2、并行：并行側(cè)重于在不同實(shí)體上。

三、處理不同

1、并發(fā)：并發(fā)在一臺(tái)處理器上“同時(shí)”處理多個(gè)任務(wù)。

2、并行：并行在多臺(tái)處理器上同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)

多線程中的上下文切換是指在多線程環(huán)境中，當(dāng)一個(gè)線程執(zhí)行完畢或被暫停時(shí)，操作系統(tǒng)需要將當(dāng)前線程的上下文保存起來，并切換到另一個(gè)線程的執(zhí)行。? 上下文切換涉及保存當(dāng)前線程的寄存器狀態(tài)、程序計(jì)數(shù)器值等信息，并將另一個(gè)線程的上下文恢復(fù)到處理器中，以便繼續(xù)執(zhí)行?。

（1）上下文切換通常發(fā)生在以下兩種情況：

① 時(shí)間片用盡，在分時(shí)操作系統(tǒng)中，CPU為每個(gè)線程分配一定的時(shí)間片，當(dāng)線程的時(shí)間片耗盡時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)將CPU的控制權(quán)交給下一個(gè)線程。

② 線程阻塞或等待，當(dāng)線程需要等待某個(gè)事件（如I/O操作完成）或因互斥鎖等原因進(jìn)入阻塞狀態(tài)時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)選擇另一個(gè)可運(yùn)行的線程

來繼續(xù)執(zhí)行。

（2）上下文切換包含兩個(gè)過程：

① 保存狀態(tài)，操作系統(tǒng)會(huì)將當(dāng)前線程的執(zhí)行狀態(tài)（如寄存器值、程序計(jì)數(shù)器等）保存到內(nèi)存中，這個(gè)過程稱為“切出”。

② 加載狀態(tài)，隨后，操作系統(tǒng)會(huì)從內(nèi)存中加載另一個(gè)線程的執(zhí)行狀態(tài)，使其繼續(xù)在CPU上運(yùn)行，這個(gè)過程稱為“切入”。

上下文切換是操作系統(tǒng)多任務(wù)管理的一個(gè)重要組成部分，它允許多個(gè)線程在單個(gè)CPU上交替運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)并發(fā)執(zhí)行。然而，頻繁的上下文切換會(huì)增加系統(tǒng)的開銷，因?yàn)槊看吻袚Q都需要保存和加載線程狀態(tài)，這會(huì)消耗CPU時(shí)間和內(nèi)存資源。因此，在設(shè)計(jì)多線程程序時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量減少不必要的上下文切換，以提高系統(tǒng)的整體效率。

Java 中用到的線程調(diào)度算法主要是時(shí)間片輪轉(zhuǎn)和優(yōu)先級(jí)搶占，具體實(shí)現(xiàn)依賴于各種 JVM 和操作系統(tǒng)的情況。

1、優(yōu)先級(jí)搶占

在這種模式下，更高優(yōu)先級(jí)的線程會(huì)優(yōu)先執(zhí)行。與時(shí)間片輪轉(zhuǎn)不同，線程不需要輪流運(yùn)行，而是在滿足條件后以無限期等待的方式運(yùn)行。當(dāng)更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)出現(xiàn)時(shí)，調(diào)度器會(huì)中斷當(dāng)前線程并執(zhí)行較高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，這種方式也稱為"搶占式調(diào)度"。

在 Java 中，線程的優(yōu)先級(jí)通常是由 Thread 類提供的 setPriority() 方法或者相應(yīng)構(gòu)造函數(shù)來設(shè)置，優(yōu)先級(jí)范圍為 1-10 （默認(rèn)為 5）。在 JVM 中，越高的優(yōu)先級(jí)任務(wù)具有更多的執(zhí)行機(jī)會(huì)，但并不能保證所有任務(wù)都獲得機(jī)會(huì)。實(shí)際上，在某些情況下低優(yōu)先級(jí)任務(wù)可能會(huì)一直等待而無法執(zhí)行，而這種情況稱為"饑餓問題"。

2、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)

它通過將處理器時(shí)間分成固定周期，并將每個(gè)任務(wù)分配固定的時(shí)間片進(jìn)行執(zhí)行，來確保公平性和響應(yīng)性。

在 Java 中，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法通常是由 JVM 調(diào)度器來執(zhí)行的，其中線程的執(zhí)行被分為幾個(gè)連續(xù)的時(shí)間片，JVM 會(huì)根據(jù)一定的規(guī)則決定當(dāng)前線程活動(dòng)時(shí)長是否已超過最大時(shí)間片，如果該時(shí)間已超過，則強(qiáng)制暫停當(dāng)前線程的執(zhí)行，并將 CPU 時(shí)間片分配給下一個(gè)線程。因此，這種算法可以避免線程的永久阻塞并提高系統(tǒng)的容錯(cuò)性。

3、其他算法

除了時(shí)間片輪轉(zhuǎn)和優(yōu)先級(jí)搶占外，Java 中還可以使用許多其他類型的調(diào)度算法，例如多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度、最短作業(yè)優(yōu)先等，其中多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度也是比較流行且常用的。在該算法中，不同的任務(wù)被組織成一個(gè)任務(wù)序列，并分配到多個(gè)不同的容量欄以內(nèi)。當(dāng)任務(wù)進(jìn)入隊(duì)列后，它將被放置在第一列，然后逐漸向前移動(dòng)，如果該任務(wù)需要更多時(shí)間才能完成，則移向含有更大時(shí)間片的隊(duì)列。

線程調(diào)度器是操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分，它的主要職責(zé)是管理和調(diào)度多個(gè)線程對(duì)CPU資源的使用。在多線程環(huán)境下，由于CPU資源有限，需要有一個(gè)機(jī)制來決定哪個(gè)線程將獲得CPU的使用權(quán)。線程調(diào)度器根據(jù)不同的算法和策略，如先來先服務(wù)（FIFO）、最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）、最高優(yōu)先級(jí)優(yōu)先以及輪轉(zhuǎn)（Round Robin）等，決定線程的執(zhí)行順序。

時(shí)間分片是一種確保多個(gè)線程能夠公平共享CPU時(shí)間的技術(shù)。在這種機(jī)制下，CPU的時(shí)間被劃分成許多小片段，每個(gè)片段稱為一個(gè)時(shí)間片。

然后，這些時(shí)間片按照某種策略分配給處于可運(yùn)行狀態(tài)（Runnable）的線程。時(shí)間分片的大小和分配策略可以基于線程的優(yōu)先級(jí)或者等待時(shí)間等因素來確定。

線程調(diào)度器通過時(shí)間分片技術(shù)，允許多個(gè)線程看似同時(shí)地使用單個(gè)CPU，從而實(shí)現(xiàn)了任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行。

?原子操作是指一個(gè)或一系列操作，這些操作在執(zhí)行過程中不會(huì)被其他線程打斷，要么全部執(zhí)行成功，要么全部不執(zhí)行。? 這種特性使得原子操作在并發(fā)控制中非常重要，特別是在多線程環(huán)境下。原子操作可以是一個(gè)步驟，也可以是多個(gè)操作步驟，但其順序不可以被打亂，也不可以被切割而只執(zhí)行其中的一部分?。

Java中，原子類位于java.util.concurrent.atomic包中，主要包括以下幾種：

（1）基本數(shù)據(jù)類型的原子類

AtomicInteger：提供原子更新的整數(shù)值。

AtomicBoolean：提供原子更新的布爾值。

AtomicLong：提供原子更新的長整數(shù)值。

（2）引用類型的原子類

AtomicReference：提供對(duì)引用類型的原子更新。

AtomicStampedReference：提供帶有版本號(hào)的引用類型的原子更新。

AtomicMarkableReference：提供可標(biāo)記的引用類型的原子更新。

（3）數(shù)組類型的原子類

AtomicIntegerArray：提供對(duì)整數(shù)數(shù)組的原子更新。

AtomicLongArray：提供對(duì)長整數(shù)數(shù)組的原子更新。

AtomicReferenceArray：提供對(duì)對(duì)象數(shù)組的原子更新。

多個(gè)線程在爭奪同一個(gè)資源時(shí)，為了讓這些線程協(xié)同工作、提高CPU利用率，可以讓線程之間進(jìn)行溝通，具體可以通過wait()和notify()實(shí)

現(xiàn)。

1. wait()：使當(dāng)前線程處于等待狀態(tài)，即阻塞，直到其它線程調(diào)用此對(duì)象的notify()方法；

2. notify()：喚醒在此對(duì)象監(jiān)視器上等待的單個(gè)線程，如果有多個(gè)線程同時(shí)在監(jiān)視器上等待，則隨機(jī)喚醒一個(gè)；

3. notifyAll()：喚醒在此對(duì)象監(jiān)視器上等待的所有線程；

使用時(shí)需要注意幾點(diǎn)：

1. 三個(gè)方法都是Object()類中定義的native方法，而不是thread類提供的，這是因?yàn)镴ava提供的類是對(duì)象級(jí)的，而不是線程級(jí)的；

2. 這三個(gè)方法都必須在synchronized修飾的方法或代碼塊中使用，否則會(huì)拋出異常；

3. 使用wait()時(shí)，為了避免并發(fā)帶來的問題，通常建議將wait()方法寫在循環(huán)的內(nèi)部。

同步方法或同步塊確保了在任一時(shí)刻只有一個(gè)線程可以執(zhí)行這些代碼區(qū)域，這樣可以避免多個(gè)線程同時(shí)訪問共享資源時(shí)產(chǎn)生競爭。

wait()方法會(huì)使當(dāng)前線程進(jìn)入等待狀態(tài)，并釋放對(duì)象的鎖，而notify()和notifyAll()方法用于喚醒在該對(duì)象上等待的線程。

這些方法的設(shè)計(jì)是為了在多線程環(huán)境中協(xié)調(diào)線程的執(zhí)行順序和資源共享，如果沒有同步機(jī)制，無法保證正確的等待和喚醒行為。

如果在非同步的上下文中調(diào)用這些方法，可能會(huì)導(dǎo)致所謂的“丟失喚醒”問題，即一個(gè)線程可能在沒有獲得鎖的情況下被喚醒，這是非常危險(xiǎn)的，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致線程在不安全的情況下操作共享數(shù)據(jù)。

由于wait(), notify()和notifyAll()都是對(duì)象的方法，它們需要在同步方法或同步塊中被調(diào)用，以確保線程之間的互斥和同步。這是因?yàn)樵谡{(diào)用這些方法之前，調(diào)用線程必須已經(jīng)獲得了該對(duì)象的鎖。

?Thread 類中的yield 方法的主要作用是讓當(dāng)前線程放棄 CPU 時(shí)間片，使得其他具有相同優(yōu)先級(jí)的線程有機(jī)會(huì)被執(zhí)行。? 這個(gè)方法是一個(gè)靜態(tài)方法，意味著可以直接通過 Thread.yield() 調(diào)用，而不需要?jiǎng)?chuàng)建 Thread 的實(shí)例。它的主要目的是將當(dāng)前線程的 CPU 使用權(quán)讓給同優(yōu)先級(jí)或者更高優(yōu)先級(jí)的就緒狀態(tài)線程?。

具體來說，當(dāng)調(diào)用 yield() 方法時(shí)，當(dāng)前線程會(huì)從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)，這使得其他具有相同優(yōu)先級(jí)的線程有機(jī)會(huì)獲取 CPU 執(zhí)行權(quán)。然而，yield() 方法僅是一個(gè)提示，不能保證其他線程一定會(huì)獲得執(zhí)行機(jī)會(huì)。線程調(diào)度器可能會(huì)忽略這個(gè)提示，因此調(diào)用 yield() 的線程有可能在進(jìn)入到阻塞狀態(tài)后馬上又被執(zhí)行?。

?yield(),?sleep(), 和?wait()?都是Java多線程編程中用于控制線程執(zhí)行的方法，但它們?cè)诠δ芎褪褂脠鼍吧嫌酗@著的區(qū)別。?

1. ?所屬類和功能差異?：
   • ?wait()?：屬于Object類中的非靜態(tài)方法，用于線程間的通信，會(huì)釋放對(duì)象鎖，必須在同步塊中調(diào)用?12。
   • ?sleep()?：屬于Thread類中的靜態(tài)方法，用于使當(dāng)前線程暫停執(zhí)行一段時(shí)間，不釋放對(duì)象鎖?12。
   • ?yield()?：同樣屬于Thread類中的靜態(tài)方法，用于臨時(shí)暫停當(dāng)前線程的執(zhí)行，讓同等優(yōu)先級(jí)的線程有機(jī)會(huì)執(zhí)行，但不保證立即讓出CPU?。
2. ?使用場景和效果差異?：
   • ?wait()?：適用于需要等待某個(gè)條件成立的場景，調(diào)用后會(huì)釋放對(duì)象鎖，其他線程可以訪問該對(duì)象。被notify()或notifyAll()方法喚醒后，線程會(huì)進(jìn)入就緒狀態(tài)，等待CPU調(diào)度?。
   • ?sleep()?：用于讓當(dāng)前線程暫停執(zhí)行一段時(shí)間，適用于需要休息一段時(shí)間再繼續(xù)執(zhí)行的場景。不會(huì)釋放對(duì)象鎖，適用于不需要等待特定條件的場合?。
   • ?yield()?：用于讓出CPU給同等優(yōu)先級(jí)的線程執(zhí)行，但不保證立即讓出CPU，當(dāng)前線程可能會(huì)再次被調(diào)度執(zhí)行?。
3. ?釋放鎖的差異?：
   • ?wait()?：會(huì)釋放當(dāng)前線程占有的對(duì)象鎖，其他線程可以訪問該對(duì)象?。
   • ?sleep()?：不會(huì)釋放對(duì)象鎖，當(dāng)前線程在休眠期間，其他線程無法訪問該對(duì)象的同步塊?。
   • ?yield()?：不會(huì)釋放對(duì)象鎖，只是讓出CPU給同等優(yōu)先級(jí)的線程執(zhí)行?。

代碼示例：

public class ThreadExample {public static void main(String[] args) {final Object lock = new Object();Thread thread1 = new Thread(() -> {synchronized (lock) {System.out.println("Thread 1 is running.");try {Thread.sleep(2000); // 讓Thread2有機(jī)會(huì)運(yùn)行} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("Thread 1 is sleeping.");}});Thread thread2 = new Thread(() -> {synchronized (lock) {try {lock.wait(); // 等待通知} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("Thread 2 is running after being notified.");}});thread1.start();thread2.start();}
}

在Java中，實(shí)現(xiàn)多線程之間的通訊和協(xié)作可以使用Object類中的wait()、notify()和notifyAll()方法，或者使用java.util.concurrent 包中的Condition接口提供的方法。

以下是使用wait()、notify()方法實(shí)現(xiàn)線程間通訊的一個(gè)簡單例子：

class MyTask {private boolean finished = false;public synchronized void doWork() {while (!finished) {try {wait(); // 線程等待} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();}}System.out.println("任務(wù)完成");}public synchronized void finishTask() {finished = true;notifyAll(); // 喚醒等待的線程}
}public class ThreadCommunication {public static void main(String[] args) {MyTask task = new MyTask();Thread worker = new Thread(() -> task.doWork());worker.start();// 做一些工作...// 完成任務(wù)task.finishTask();}
}

使用Condition接口實(shí)現(xiàn)通訊和協(xié)作：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.Condition;class ConditionTask {private Lock lock = new ReentrantLock();private Condition finished = lock.newCondition();private boolean finishedWork = false;public void doWork() {lock.lock();try {while (!finishedWork) {finished.await(); // 線程等待}System.out.println("任務(wù)完成");} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();} finally {lock.unlock();}}public void finishWork() {lock.lock();try {finishedWork = true;finished.signal(); // 喚醒等待的線程} finally {lock.unlock();}}}public class ConditionCommunication {public static void main(String[] args) {ConditionTask task = new ConditionTask();Thread worker = new Thread(() -> task.doWork());worker.start();// 做一些工作...// 完成任務(wù)task.finishWork();}}

（1）自旋鎖

在線程進(jìn)行阻塞的時(shí)候，先讓線程自旋等待一段時(shí)間，可能這段時(shí)間其它線程已經(jīng)解鎖，這時(shí)就無需讓線程再進(jìn)行阻塞操作了。

自旋默認(rèn)次數(shù)是10次。

（2）自適應(yīng)自旋鎖

自旋鎖的升級(jí)，自旋的次數(shù)不再固定，由前一次自旋次數(shù)和鎖的擁有者的狀態(tài)決定。

（3）鎖消除

在動(dòng)態(tài)編譯同步代碼塊的時(shí)候，JIT編譯器借助逃逸分析技術(shù)來判斷鎖對(duì)象是否只被一個(gè)線程訪問，而沒有其他線程，這時(shí)就可以取消鎖了。

（4）鎖粗化

當(dāng)JIT編譯器發(fā)現(xiàn)一系列的操作都對(duì)同一個(gè)對(duì)象反復(fù)加鎖解鎖，甚至加鎖操作出現(xiàn)在循環(huán)中，此時(shí)會(huì)將加鎖同步的范圍粗化到整個(gè)操作系列的外部。

鎖粒度：不要鎖住一些無關(guān)的代碼。

鎖粗化：可以一次性執(zhí)行完的不要多次加鎖執(zhí)行。

?守護(hù)線程（Daemon Thread）?是一種在Java中用于執(zhí)行后臺(tái)任務(wù)的線程。守護(hù)線程的主要用途是為其他線程提供服務(wù)，例如垃圾回收、系統(tǒng)監(jiān)控等。它們不會(huì)阻止程序的終止，當(dāng)所有非守護(hù)線程結(jié)束運(yùn)行時(shí)，程序和所有守護(hù)線程都會(huì)隨之終止?。

守護(hù)線程的實(shí)現(xiàn)方法是在線程啟動(dòng)之前調(diào)用setDaemon(true)方法。這個(gè)方法必須在調(diào)用start()方法之前設(shè)置，否則會(huì)拋出IllegalThreadStateException異常。設(shè)置守護(hù)線程后，該線程將繼續(xù)執(zhí)行其任務(wù)，但當(dāng)所有非守護(hù)線程結(jié)束時(shí)，守護(hù)線程也會(huì)隨之終止?。

常見的守護(hù)線程包括垃圾回收線程等。這些線程在程序運(yùn)行時(shí)在后臺(tái)提供通用服務(wù)，當(dāng)所有用戶線程結(jié)束時(shí)，守護(hù)線程也會(huì)自動(dòng)結(jié)束，程序隨之退出?。

示例代碼演示如何設(shè)置守護(hù)線程：

MyDaemonThread myDaemonThread = new MyDaemonThread();
myDaemonThread.setDaemon(true);
myDaemonThread.start();

在這個(gè)示例中，MyDaemonThread類繼承自Thread類，并在其run()方法中執(zhí)行后臺(tái)任務(wù)。通過調(diào)用setDaemon(true)將其設(shè)置為守護(hù)線程，該線程將在后臺(tái)執(zhí)行任務(wù)，當(dāng)所有非守護(hù)線程結(jié)束時(shí)自動(dòng)終止?。

在Java中，代碼重排序是指編譯器和處理器為了優(yōu)化程序性能，可能會(huì)調(diào)整程序中語句的執(zhí)行順序。這種優(yōu)化是在不改變程序的單線程語義的前提下進(jìn)行的。

重排序可能會(huì)導(dǎo)致如下問題：

可見性問題：如果一個(gè)線程基于重排序后的執(zhí)行順序?qū)蚕碜兞康膶懖僮鲗?duì)另一個(gè)線程不可見，可能導(dǎo)致內(nèi)存可見性問題。

原子性問題：某些操作（如i++）在多線程環(huán)境下可能不是原子的，重排序可能會(huì)破壞這些操作的原子性。

解決這些問題的方法是使用volatile關(guān)鍵字，它可以防止重排序，確保變量的可見性；或者使用synchronized關(guān)鍵字，它不僅確?？梢娦?#xff0c;還確保了原子性，還可以通過final關(guān)鍵字來避免重排序?qū)е碌膯栴}。

示例代碼：

class Example {volatile boolean flag;public Example() {flag = false; // 顯式初始化，防止重排序}public void start() {new Thread(() -> {while (!flag) {// 循環(huán)體}}).start();}public void stop() {flag = true; // 更新變量，導(dǎo)致可見性問題}
}

在這個(gè)例子中，flag變量被聲明為volatile，這樣在多線程環(huán)境下，就不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)橹嘏判驅(qū)е碌目梢娦詥栴}。

在Java中，實(shí)現(xiàn)線程同步的主要方式有以下幾種：

1.同步代碼塊：使用synchronized關(guān)鍵字來保護(hù)代碼塊，確保同一時(shí)刻只有一個(gè)線程可以進(jìn)入該代碼塊。

public void synchronizedMethod() {synchronized(this) {// 需要同步的代碼}
}

2.同步方法：在方法聲明上使用synchronized關(guān)鍵字，這樣的方法稱為同步方法。

public synchronized void synchronizedMethod() {// 需要同步的代碼
}

3.同步鎖：使用ReentrantLock類來實(shí)現(xiàn)更靈活的同步控制。

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class MyClass {private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public void myMethod() {lock.lock();try {// 需要同步的代碼} finally {lock.unlock();}}}

4.使用volatile關(guān)鍵字修飾共享變量，可以確保線程之間的可見性，但不提供原子性。

public class SharedObject {public volatile int sharedCount = 0;public void increment() {sharedCount++; // 這個(gè)操作是非原子的，可能需要同步}}

1. 使用Atomic*類，這些類提供了原子操作的支持，例如AtomicInteger。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class SharedObject {public AtomicInteger sharedCount = new AtomicInteger(0);public void increment() {sharedCount.incrementAndGet(); // 這是一個(gè)原子操作，不需要同步}}

多線程的三大特性是原子性、可見性和有序性。?

原子性是指一個(gè)操作或者一系列操作要么全部執(zhí)行，要么都不執(zhí)行，不能被其他線程打斷。例如，銀行轉(zhuǎn)賬操作必須保證原子性，即從一個(gè)賬戶扣款和向另一個(gè)賬戶存款這兩個(gè)操作要么同時(shí)成功，要么同時(shí)失敗，不能出現(xiàn)部分成功的情況?。

可見性是指當(dāng)一個(gè)線程修改了共享變量的值，其他線程能夠立即看到這個(gè)修改后的值。由于JVM的優(yōu)化和CPU的緩存機(jī)制，一個(gè)線程對(duì)共享變量的修改可能不會(huì)立即對(duì)其他線程可見，這就是所謂的“可見性問題”?。

有序性是指程序執(zhí)行的順序按照代碼的先后順序執(zhí)行。然而，為了優(yōu)化性能，JVM和CPU會(huì)對(duì)指令進(jìn)行重排，這可能會(huì)導(dǎo)致代碼的執(zhí)行順序與代碼中的順序不同。為了確保有序性，Java提供了volatile關(guān)鍵字和synchronized關(guān)鍵字，它們可以保證指令的執(zhí)行順序與代碼順序一致?

在Java中，有序性問題通常指的是當(dāng)多個(gè)線程并發(fā)訪問共享數(shù)據(jù)時(shí)，如何保證線程之間的有序性，避免出現(xiàn)意外的行為，如競態(tài)條件、數(shù)據(jù)不一致等問題。

Java提供了volatile關(guān)鍵字來保證可見性，但不提供任何原子性保證，它不能用于實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器、同步隊(duì)列等。

另外，Java提供的synchronized關(guān)鍵字和Lock接口可以實(shí)現(xiàn)原子性，也就是同一時(shí)刻只有一個(gè)線程可以執(zhí)行被鎖保護(hù)的代碼塊，從而保證了有序性。

下面是一個(gè)使用synchronized關(guān)鍵字來保證線程之間有序性的例子：

public class SynchronizedCounter {private int count = 0;public synchronized void increment() {count++; // 這個(gè)操作是線程安全的，因?yàn)樗籹ynchronized修飾}public synchronized int getCount() {return count; // 這個(gè)操作是線程安全的，因?yàn)樗籹ynchronized修飾}
}

在這個(gè)例子中，increment方法和getCount方法都被synchronized關(guān)鍵字修飾，這意味著在同一時(shí)刻只有一個(gè)線程可以進(jìn)入這兩個(gè)方法中的任何一個(gè)，從而保證了操作的有序性。

Java中提供了多種類和方法來解決多線程特性問題，包括同步鎖、原子操作、并發(fā)集合、線程局部存儲(chǔ)、讀寫鎖和信號(hào)量等。?

首先，Java提供了同步鎖機(jī)制，通過synchronized關(guān)鍵字或java.util.concurrent.locks包下的鎖類（如ReentrantLock）來保護(hù)共享資源，確保一次只有一個(gè)線程能夠訪問受保護(hù)的代碼塊?。

其次，Java利用原子變量類（如AtomicInteger、AtomicBoolean等），提供無鎖的線程安全操作，避免線程安全問題?。

此外，Java提供了并發(fā)集合類（如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等），這些集合類在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了線程安全的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，適用于并發(fā)編程?。

另外，Java還提供了線程局部存儲(chǔ)（ThreadLocal類），為每個(gè)線程提供獨(dú)立的變量副本，避免線程間的變量沖突?。

對(duì)于讀寫操作頻繁的場景，可以使用讀寫鎖（ReadWriteLock），允許多個(gè)線程同時(shí)讀取，但寫入時(shí)獨(dú)占訪問權(quán)?。

最后，使用信號(hào)量（Semaphore類）可以控制對(duì)有限資源的訪問，適用于需要控制訪問權(quán)限的場景?3。

? JVM在運(yùn)行時(shí)，會(huì)將其管理的內(nèi)存區(qū)域劃分為方法區(qū)、堆、虛擬機(jī)棧、本地方法棧和程序計(jì)數(shù)器5個(gè)區(qū)域； 方法區(qū)和堆是所有下城共享的區(qū)域； 虛擬機(jī)棧、本地方法棧、程序計(jì)數(shù)器是各個(gè)線程私有的.

Java內(nèi)存模型（Java Memory Model，JMM）是Java虛擬機(jī)（JVM）的一部分，它定義了共享變量的可見性、原子性和有序性在多線程環(huán)境下的行為。Java內(nèi)存模型是圍繞著在并發(fā)編程中可能出現(xiàn)的各種問題而建立的，它確保了在多線程環(huán)境下，對(duì)共享變量的訪問是正確和高效的。

Java內(nèi)存模型主要分為主內(nèi)存（Main Memory）和工作內(nèi)存（Working Memory）兩部分：

• ?主內(nèi)存?：是Java虛擬機(jī)中所有線程共享的內(nèi)存區(qū)域，用于存儲(chǔ)共享變量。
• ?工作內(nèi)存?：是每個(gè)線程私有的內(nèi)存區(qū)域，線程對(duì)變量的所有操作（讀取、賦值等）都必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行，不能直接讀寫主內(nèi)存中的變量。

線程間變量值的傳遞均需要通過主內(nèi)存來完成，線程、主內(nèi)存、工作內(nèi)存三者之間的交互關(guān)系如下：

• ?lock（鎖定）?：作用于主內(nèi)存的變量，它把一個(gè)變量標(biāo)識(shí)為一條線程獨(dú)占的狀態(tài)。
• ?unlock（解鎖）?：作用于主內(nèi)存的變量，它把一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的變量釋放出來，釋放后的變量才可以被其他線程鎖定。
• ?read（讀取）?：作用于主內(nèi)存的變量，它把一個(gè)變量的值從主內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)骄€程的工作內(nèi)存中，以便隨后的load動(dòng)作使用。
• ?load（載入）?：作用于工作內(nèi)存的變量，它把read操作從主內(nèi)存中得到的變量值放入工作內(nèi)存的變量副本中。
• ?use（使用）?：作用于工作內(nèi)存的變量，它把工作內(nèi)存中一個(gè)變量的值傳遞給執(zhí)行引擎，每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個(gè)需要使用到變量的值的字節(jié)碼指令時(shí)將會(huì)執(zhí)行這個(gè)操作。
• ?assign（賦值）?：作用于工作內(nèi)存的變量，它把一個(gè)從執(zhí)行引擎接收到的值賦給工作內(nèi)存的變量，每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個(gè)給變量賦值的字節(jié)碼指令時(shí)執(zhí)行這個(gè)操作。
• ?store（存儲(chǔ)）?：作用于工作內(nèi)存的變量，它把工作內(nèi)存中一個(gè)變量的值傳送到主內(nèi)存中，以便隨后的write操作使用。
• ?write（寫入）?：作用于主內(nèi)存的變量，它把store操作從工作內(nèi)存中得到的變量的值放入主內(nèi)存的變量中。

Java內(nèi)存模型是圍繞著在并發(fā)過程中如何處理原子性、可見性和有序性這三個(gè)特征來建立的：

• ?原子性?：保證了指令的不可分割性，即操作一旦開始就不會(huì)被線程調(diào)度機(jī)制中斷。
• ?可見性?：當(dāng)一個(gè)線程修改了共享變量的值，其他線程能夠立即得知這個(gè)修改。
• ?有序性?：程序執(zhí)行的順序按照代碼的先后順序執(zhí)行。

總的來說，Java內(nèi)存模型是一個(gè)復(fù)雜但強(qiáng)大的工具，它幫助Java程序員在多線程環(huán)境中編寫安全、高效的代碼。通過理解和應(yīng)用Java內(nèi)存模型，程序員可以更好地掌握并發(fā)編程的核心概念，并編寫出更健壯、更高效的并發(fā)程序。

Happens-Before原則是Java內(nèi)存模型中用于描述兩個(gè)操作之間的可見性和有序性的一種規(guī)則。這個(gè)原則非常重要，因?yàn)樗鼛椭_發(fā)者理解在多線程環(huán)境下，不同線程之間的操作是如何相互影響和可見的。

1. ?程序順序規(guī)則?：在一個(gè)線程內(nèi)，按照程序代碼順序，書寫在前面的操作先行發(fā)生于書寫在后面的操作。這保證了程序內(nèi)指令的基本順序性。
2. ?鎖定規(guī)則?：一個(gè)unlock操作先行發(fā)生于后面對(duì)同一個(gè)鎖的lock操作。這意味著，當(dāng)一個(gè)線程釋放了一個(gè)鎖，那么之后其他線程獲取這個(gè)鎖的操作一定是在釋放鎖的操作之后發(fā)生的。
3. ?volatile變量規(guī)則?：對(duì)一個(gè)volatile變量的寫操作先行發(fā)生于后面對(duì)這個(gè)volatile變量的讀操作。這保證了volatile變量的可見性，即當(dāng)一個(gè)線程修改了一個(gè)volatile變量，其他線程能夠立即看到這個(gè)修改。
4. ?傳遞性?：如果操作A先行發(fā)生于操作B，而操作B又先行發(fā)生于操作C，那么可以得出操作A先行發(fā)生于操作C。
5. ?線程啟動(dòng)規(guī)則?：Thread對(duì)象的start()方法先行發(fā)生于此線程的每一個(gè)動(dòng)作。這意味著，當(dāng)一個(gè)線程啟動(dòng)后，它的所有操作都是在start()方法調(diào)用之后發(fā)生的。
6. ?線程中斷規(guī)則?：對(duì)線程interrupt()方法的調(diào)用先行發(fā)生于被中斷線程的代碼檢測到中斷事件的發(fā)生，可以通過interrupted()方法檢測到是否有中斷發(fā)生。
7. ?線程終結(jié)規(guī)則?：線程中所有的操作都先行發(fā)生于對(duì)此線程的終止檢測，可以通過Thread.join()方法結(jié)束、Thread.isAlive()的返回值等手段檢測到線程已經(jīng)終止執(zhí)行。
8. ?對(duì)象終結(jié)規(guī)則?：一個(gè)對(duì)象的初始化完成（構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行結(jié)束）先行發(fā)生于它的finalize()方法的開始。

Happens-Before原則為Java程序員提供了一種判斷操作之間是否存在先行發(fā)生關(guān)系的方法。如果兩個(gè)操作之間存在先行發(fā)生關(guān)系，那么第一個(gè)操作的執(zhí)行結(jié)果將對(duì)第二個(gè)操作可見，且第一個(gè)操作的執(zhí)行順序排在第二個(gè)操作之前。

這個(gè)原則對(duì)于編寫正確的并發(fā)程序非常重要，因?yàn)樗鼛椭绦騿T理解在多線程環(huán)境下，不同線程之間的操作是如何相互影響和可見的。通過遵循Happens-Before原則，程序員可以編寫出更安全、更高效的并發(fā)程序。