1.為什麼要用到併發？
一個程式內部能擁有多個執行緒並行執行。一個執行緒的執行可以被認為是一個CPU在執行該程式。當一個程式執行在多執行緒下，就好像有多個CPU在同時執行該程式。這本來是件好事，多執行緒執行，大大提高了我們的程式執行效率。
但令人頭疼的多執行緒安全問題，也隨之而來。如果一個執行緒在讀一個記憶體時，另一個執行緒正向該記憶體進行寫操作，那進行讀操作的那個執行緒將獲得什麼結果呢？是寫操作之前舊的值？還是寫操作成功之後的新值？或是一半新一半舊的值？
或者，如果是兩個執行緒同時寫同一個記憶體，在操作完成後將會是什麼結果呢？** 是第一個執行緒寫入的值？還是第二個執行緒寫入的值？還是兩個執行緒寫入的一個混合值？
因此如沒有合適的預防措施，任何結果都是可能的。而且這種行為的發生甚至不能預測，所以結果也是不確定性的。
所以綜合而言，學習併發程式設計有最重要的2點。
1、理解併發程式設計原理，便於我們更好的提高CPU的使用率，加快任務執行速度，降低系統響應時間；
2、運用好併發程式設計能幫我們很好地解決多執行緒安全問題；
複製程式碼併發程式設計在一定程度上離不開多核CPU的發展。隨著單核CPU的研發已經不能遵循“摩爾定律”（摩爾定律是硬體發展的觀測定律，另外還有基於“摩爾定律”的“反摩爾定律”，不過“反摩爾定律”是軟體領域的定律，有興趣的可以自行了解），硬體工程師們為了進一步提升計算速度，而不是再追求單獨的計算單元，而是將多個計算單元整合到了一起，也就是形成了多核CPU。短短十幾年的時間，家用型CPU,比如Intel i7就可以達到4核心甚至8核心。而專業伺服器則通常可以達到幾個獨立的CPU，每一個CPU甚至擁有多達8個以上的核心。
因此，“摩爾定律”似乎在CPU核心擴充套件上繼續得到體驗。而在多核的CPU的背景下，催生了併發程式設計的趨勢，通併發程式設計的形式可以將多核CPU的計算能力發揮到極致，效能得到提升。
在特殊的業務場景下先天的就適合於併發程式設計。比如在影象處理領域，一張1024X768畫素的圖片，包含達到78萬6千多個畫素。即時將所有的畫素遍歷一邊都需要很長的時間，面對如此複雜的計算量就需要充分利用多核的計算的能力。
另外在開發購物平臺時，為了提升響應速度，需要拆分，減庫存，生成訂單等等這些操作，就可以進行拆分利用多執行緒的技術完成。面對複雜業務模型，並行程式會比序列程式更適應業務需求，而併發程式設計吻合更能這種業務拆分正是因為這些優點，使得多執行緒技術能夠得到重視，也是一名CS學習者應該掌握的：
-
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
2.併發程式設計有哪些缺點？
2.1 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，讓我們覺得多個執行緒是同時執行的，時間片一般是幾十毫秒。
每次切換時，需要把當前的狀態儲存起來，以便能夠進行恢復先前狀態，而這個切換行為非常損耗效能，過於頻繁切換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。
無鎖併發程式設計：可以參照的ConcurrentHashMap鎖分段的思想，不同的執行緒處理不同段的資料，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，利用原子下使用CAS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
使用最少執行緒：避免建立不需要的執行緒，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
協程：在單執行緒裡實現多工的排程，並在單執行緒裡維持多個任務間的切換
由於上下文切換是個相對比較耗時的操作，所以在 “Java的併發程式設計的藝術” 一書中有過一個實驗，併發累加未必會比序列累加速度快。
2.2 執行緒的安全性問題
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。
public class DeadLockDemo {
private static String demo_a = "A";
private static String demo_b = "B";
public static void main(String[] args) {
deadLock();
}
public static void deadLock() {
Thread thread_a = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (demo_a){
System.out.println("get demo a");
try {
Thread.sleep(3000);
synchronized (demo_b){
System.out.println("get demo b");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
});
Thread thread_b = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (demo_b){
System.out.println("get demo b");
synchronized (demo_a){
System.out.println("get demo a ");
}
}
}
});
thread_a.start();
thread_b.start();
}
}
複製程式碼在上面的這個demo中，開啟了兩個執行緒thread_a，thread_b，其中thread_a佔用了demo_a，並等待被thread_b釋放的資源demo_b，thread_b佔用了資源demo_b正在等待被thread_a釋放的資源demo_a。
因此thread_a，thread_b出現執行緒安全的問題，形成死鎖。
通常可以用如下方式避免死鎖的情況：
避免一個執行緒同時獲得多個鎖;
避免一個執行緒在鎖內部佔有多個資源，儘量保證每個鎖只佔用一個資源;
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;
對於資料庫鎖，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
所以，如何正確的使用多執行緒程式設計技術有很大的學問，比如如何保證執行緒安全，如何正確理解由於JMM記憶體模型在原子性，有序性，可見性帶來的問題，比如資料髒讀，DCL等這些問題（在後續篇幅會講述）。而在學習多執行緒程式設計技術的過程中也會讓你收穫頗豐。 3. 需要了解的一些概念 3.1 同步VS非同步
同步和非同步通常用來形容一次方法呼叫。同步方法呼叫開始後，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，呼叫者不用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。
3.2 併發與並行
併發和並行是十分容易混淆的概念。併發指的是多個任務交替進行，而並行則是指真正意義上的“同時進行”。實際上，如果系統內只有一個CPU，使用多執行緒時，在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，從而併發執行任務。真正的並行只能出現在擁有多個CPU的系統中。
3.3 阻塞和非阻塞
阻塞和非阻塞通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地往前執行。
3.4 臨界區
臨界區用來表示公共資源或者說是共享資料，可以被多個執行緒使用。但是每個執行緒使用時，一旦臨界區資源被一個執行緒佔有，那麼其他執行緒必須等待。
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