一、為什麼要用到併發
充分利用多核CPU的計算能力
方便進行業務拆分，提升應用效能
二、併發程式設計有哪些缺點
頻繁的上下文切換
時間片是CPU分配給各個執行緒的時間，因為時間非常短，所以CPU不斷通過切換執行緒，讓我們覺得是不斷執行的，時間片一般是幾十毫秒。而每次切換時，需要儲存當前的狀態，以便能夠進行回覆當期狀態。而這個切換是非常損耗效能，過於頻繁反而無法發揮出多執行緒程式設計的優勢。通常減少上下文切換可以採用無鎖併發程式設計，CAS演算法，使用最少的執行緒和使用協程。
比如：悲觀鎖就會導致頻繁的上下文切換，而頻繁的上下文切換可能無法發揮出多執行緒程式設計的優勢
無鎖併發程式設計
可以參照jdk1.7分段鎖的思想，不同的執行緒處理不同的資料，這樣在多執行緒競爭的條件下，可以減少上下文切換的時間
CAS演算法
利用Atomic下使用CAS（compare and swap）演算法來更新資料，使用了樂觀鎖，可以有效的減少一部分不必要的鎖競爭帶來的上下文切換。
使用最少的執行緒
避免建立不必要的執行緒，比如任務很少，但是建立了很多的執行緒，這樣會造成大量的執行緒都處於等待狀態。
執行緒安全--死鎖
多執行緒程式設計中最難以把握的就是臨界區執行緒安全問題，稍微不注意就會出現死鎖的情況，一旦產生死鎖就會造成系統功能不可用。
避免死鎖
-
- 避免一個執行緒同時獲得多個鎖
- 避免一個執行緒在鎖內佔有多個資源，儘量保證每個所只佔有一個資源
- 嘗試使用定時鎖，使用lock.tryLock(TimeOut)，當超時等待時當前執行緒不會阻塞
- 對於資料庫，加鎖和解鎖必須在一個資料庫連線裡，否則會出現解鎖失敗的情況
三、並行和併發
併發指的是多個任務交替執行，而並行指的是真正意義上的同時進行
實際上，如果系統內只有一個CPU，而使用多執行緒時，那麼真實系統環境下不能並行，只能通過切換時間片的方式交替進行，而成為併發執行任務。真正的並行也只能出現在擁有多個CPU的系統中。
四、同步和非同步
同步和非同步通常用來形容一次方法的呼叫
同步方法呼叫一開始，呼叫者必須等待被呼叫的方法結束後，呼叫者後面的程式碼才能執行。而非同步呼叫，指的是，呼叫者不管被呼叫方法是否完成，都會繼續執行後面的程式碼，當被呼叫的方法完成後會通知呼叫者。
五、阻塞和非阻塞
阻塞和非阻塞常用來形容多執行緒間的相互影響。
比如一個執行緒佔有了臨界區資源，那麼其他執行緒需要這個資源就必須進行等待該資源的釋放，會導致等待的執行緒掛起，這種情況就是阻塞，而非阻塞就恰好相反，它強調沒有一個執行緒可以阻塞其他執行緒，所有的執行緒都會嘗試的往前執行
六、執行緒的臨界區資源
臨界區用來表示一種公共資源或者說共享資料，可以被多個執行緒使用，但是每一個執行緒使用時，一旦臨界區資源被一個執行緒佔有，那麼其它執行緒必須等待。
七、新建執行緒有哪幾種方式
一個Java執行緒從main()方法開始執行，然後按照既定的程式碼邏輯執行，看似沒有其他執行緒參與，但是實際上Java程式天生就是一個多執行緒程式，包含了：
- 分發出路傳送給JVM訊號的執行緒
- 呼叫物件的finalize方法的執行緒
- 清除Reference的執行緒
- main執行緒，使用者程式的入口
三種方式（有三種方式實現，JDK原始碼中標明只有兩種方式）
1、繼承Thread類，重寫run方法
2、實現Runnable介面
3、實現Callable介面
public class NewThread {
/*擴充套件自Thread類*/
private static class UseThread extends Thread{
@Override
public void run() {
super.run();
// do my work;
System.out.println("I am extendec Thread");
}
}
/*實現Runnable介面*/
private static class UseRunnable implements Runnable{
@Override
public void run() {
// do my work;
System.out.println("I am implements Runnable");
}
}
public static void main(String[] args)
throws InterruptedException, ExecutionException {
UseThread useThread = new UseThread();
useThread.start();
useThread.start();
UseRunnable useRunnable = new UseRunnable();
new Thread(useRunnable).start();
}
}
public class UseFuture {
/*實現Callable介面，允許有返回值*/
private static class UseCallable implements Callable<Integer>{
private int sum;
@Override
public Integer call() throws Exception {
for(int i=0 ;i<5000;i++){
if(Thread.currentThread().isInterrupted()) {return null;
}
sum=sum+i;
System.out.println("sum="+sum);
} return sum;
}
}
public static void main(String[] args)
throws InterruptedException, ExecutionException {
UseCallable useCallable = new UseCallable();
//包裝
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(useCallable);
Random r = new Random();
new Thread(futureTask).start();
Thread.sleep(1);
if(r.nextInt(100)>50){
System.out.println("Get UseCallable result = "+futureTask.get());
}else{
futureTask.cancel(true);
}
}
}
八、執行緒的轉換狀態
- 執行緒建立之後呼叫start()方法開始執行，當呼叫wait()，join()，LockSupport.lock()方法執行緒會進入到WAITING狀態。
- 而同樣的wait(long timeout)，sleep(long time)，join()，LockSupport.parkNamos()，LockSupport.parkUtil()增加了超時等待的功能，也就是呼叫這些方法後執行緒會進入TIME_WAITING狀態
- 當超時等待時間到達後執行緒會切換到RUNNABLE的狀態，另外當WAITING和TIME_WAITING狀態是可以通過notify/notifyAll方法使執行緒轉換到RUNNABLE狀態
- 當執行緒出現資源競爭時，即等待獲取鎖的時候，執行緒會進入到BLOCKED阻塞狀態
- 當執行緒獲取鎖時，執行緒進入到RUNNABLE狀態
- 執行緒執行結束，執行緒進入到TERMINATED狀態，狀態轉換可以說是執行緒的宣告週期
另外需要注意的是：
當執行緒進入到synchronized方法或者synchronize的程式碼塊的時候，執行緒切換的是BLOCKED狀態，而使用lock進行加鎖的時候執行緒切換的是WAITING或者TIME_WAITING狀態，因為lock會呼叫LockSupport的方法
九、中斷標誌位--interrupted
中斷可以理解為執行緒的一個標誌位，它代表了一個執行中的執行緒是否被其他執行緒進行了中斷操作。
中斷好比其他執行緒對該執行緒打了一個招呼。其他執行緒可以呼叫該執行緒的interrupt()方法對其進行中斷操作，同時該執行緒可以呼叫isInterrupted()來感知其他執行緒對自身的中斷操作，從而做出響應。
另外，同樣可以呼叫Thread的靜態方法interrupted()對當前執行緒進行中斷操作，該方法會清除中斷標誌位。
需要注意的是，當丟擲interruptedExection時候，會清除中斷標誌位，也就是說在呼叫isInterrupted時會返回false。
十、join
如果一個執行緒例項A執行了threadB.join()，其含義是：當前執行緒A會等待執行緒threadB執行緒終止後threadA才會繼續執行
關於join方法一共提供瞭如下這些方法
public final synchronized void join(long millis)
throws InterruptedException {
long base = System.currentTimeMillis();
long now = 0;
if (millis < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (millis == 0) {
while (isAlive()) {
wait(0);
}
} else {
while (isAlive()) {
long delay = millis - now;
if (delay <= 0) {
break;
}
wait(delay);
now = System.currentTimeMillis() - base;
}
}
}
public final synchronized void join(long millis, int nanos)
throws InterruptedException {
if (millis < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (nanos < 0 || nanos > 999999) {
throw new IllegalArgumentException(
"nanosecond timeout value out of range");
}
if (nanos >= 500000 || (nanos != 0 && millis == 0)) {
millis++;
}
join(millis);
}
public final void join() throws InterruptedException {
join(0);
}
Thread類出了提供join()方法外，另外還提供了超時等待的方法，如果執行緒threadB在等待的時間內還沒有結束的話，threadA會在超時之後繼續執行。join方法原始碼的關鍵是
while (isAlive()) {
wait(0);
}
可以看出來當前等待物件threasA會一直阻塞，知道被等待物件threadB結束後即isAlive()返回false的時候才會結束while迴圈，當天threadB退出時會呼叫notifyAll方法通知所有的等待執行緒。
十一、sleep和wait
public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;
該方法顯然是Thread的靜態方法，很顯然它是讓當前執行緒按照指定的時間休眠，其休眠時間的精度取決於處理器的計時器和排程器
需要注意的是如果當前執行緒獲得了鎖，sleep方法並不會失去鎖。sleep方法經常拿來和object.wait()方法進行比較，這也是面試經常被問到的地方
sleep()和wait()的區別
1.sleep方法是threa的靜態方法，而wait是objectshilde方法；
2、wait方法必須要在同步方法或者同步塊中呼叫，也就是必須獲得物件鎖，而sleep方法沒有這個限制，可以在任何地方使用
3、wait方法會釋放佔有的物件鎖，使執行緒進入到等待池中，等待下一次獲取資源。而sleep方法只是會讓出CPU並不會釋放掉物件鎖
4、sleep方法在休眠時間達到後如果再次獲取CPU時間片就會繼續執行，而wait方法必須等到notify/notifyAll通知後，才會離開等待池，並且再次獲取CPU時間片才會繼續執行
十二、yield
public static native void yield();
1、這是一個thread的靜態方法
2、一旦執行，它會是當前執行緒讓出CPU，但是，需要注意的是，讓出的CPU並不是代表當前執行緒不在執行了，吐過在下一次競爭中，又獲得CPU時間片當前執行緒依舊會繼續執行。另外讓出的時間片智慧分配給當前相同優先順序的執行緒
3、需注意的是sleep和yield方法，同樣都是當前執行緒會交出處理器資源，而它們不同的是，sleep交出來的時間片其他執行緒都可以去競爭，也就是說都有機會獲得當前執行緒讓出的時間片。而yield方法只允許與當前具有相同優先順序的執行緒能夠獲得釋放出來的CPU時間片。
十三、執行緒的優先順序
在 Java 執行緒中，通過一個整型成員變數 priority 來控制優先順序，優先順序的範圍從 1~10，線上程構建的時候可以通過 setPriority(int)方法來修改優先順序，預設優先順序是5，優先順序高的執行緒分配時間片的數量要多於優先順序低的執行緒。
設定執行緒優先順序時，針對頻繁阻塞（休眠或者 I/O 操作）的執行緒需要設定較高優先順序，而偏重計算（需要較多 CPU 時間或者偏運算）的執行緒則設定較低的優先順序，確保處理器不會被獨佔。在不同的 JVM 以及作業系統上，執行緒規劃會存在差異，有些作業系統甚至會忽略對執行緒優先順序的設定。
十四、守護執行緒
Daemon（守護）執行緒是一種支援型執行緒，因為它主要被用作程式中後臺調度以及支援性工作。這意味著，當一個 Java 虛擬機器中不存在非 Daemon 執行緒的時候，Java 虛擬機器將會退出。可以通過呼叫 Thread.setDaemon(true)將執行緒設定為 Daemon 執行緒。我們一般用不上，比如垃圾回收執行緒就是 Daemon 執行緒。
Daemon 執行緒被用作完成支援性工作，但是在 Java 虛擬機器退出時 Daemon 線程中的 finally 塊並不一定會執行。在構建 Daemon 執行緒時，不能依靠 finally 塊中的內容來確保執行關閉或清理資源的邏輯。