一、并发编程的挑战

1.1上下文切换

线程的创建和上下文的切换带来的开销，导致部分情况下并发执行的速度比串行的慢。

并发测试

1.2死锁

死锁的产生：

多个线程对资源的竞争，导致的互相等待。

常用避免死锁的方法：

1. 避免一个线程同时获取多个锁
2. 避免一个线程在同一个锁内占用多个资源，尽量保证每个锁只占用一个资源
3. 尝试使用定时锁机制，使用lock.trylock(timeout)来替代
4. 对于数据库锁，加锁和解锁必须在一个数据库连接里，否则会出现解锁失败的情况

二、Java并发机制的底层实现

2.1 volatile

对变量的原子操作

原理

将处理器的缓存数据写回到系统内存，同时这个操作会让其他CPU里缓存该内存数据无效。

2.2 synchronize 的实现原理

锁对象

synchronize 用的锁是存在Java对象里的。

锁的类型

锁的类型

偏向锁：认为没有人竞争。
轻量级锁：竞争不激烈，占用对象耗时少。
重量级锁：排他性。

原子操作

java中通过锁和CAS的方式来实现原子操作

CAS:对比数据的值以及版本的方式。

CAS实现原子操作的三大问题

1. ABA问题，即值从A到B再到A，无法单纯通过值判断变量是否改变，故引入了版本号
2. 循环时间长开销大，引入了处理器指令的PAUSE。
3. 多个共享变量的操作，引入了对象的原子性。

四、java并发基础

4.1.3线程优先级

线程优先级

4.1.4线程的状态

线程的状态

4.1.5Deamon线程

daemon线程
deamon线程注意

4.2.5安全的中止线程

安全中止线程

4.3 线程通信

4.3.3 等待通知模式

等待/通知模式

4.3.4 管道输入输出

分两种：

1. 字节流：PipedOutputStream,PipedInputStream
2. 字符流：PipedReader，PipedWriter

管道

4.4 线程应用实例

4.4.1 等待超时模式

超时等待的五种写法

五、Java中的锁

5.1 Lock接口

显示的获取锁，释放锁。

Lock接口提供synchronized不具备的特性
Lock的api

5.2.1 队列同步器实现的独占锁

同步器可重写的方法
独占锁
共享锁，支持两个线程

5.3 重入锁

支持单线程多次获取锁

5.4 读写锁

多线程重入读锁，单线程重入写锁

5.5 LockSupport 工具

手动操作锁工具类

5.6 condition接口

任意一个java对象通过监视器方法（wait、notify等）与synchronized配合，可以实现等待通知模式

Object的监视器和Condition接口对比