關於多線程的問題，一直是面試過程中最令筆者頭痛的問題。因爲項目開發過程中，很少會遇到多線程的開發任務（可能是本人還比較low）。所以打算認真來學習一下多線程、高併發相關的知識。以《Java併發編程的藝術》這本書作爲主要學習資料來看看。並且記錄在自己的博當中，作爲讀書筆記。
Java中所使用的併發機制依賴於JVM的實現和CPU指令。
volatile關鍵字的應用：
Java語言規範中對volatile的定義如下：Java編程語言允許線程訪問共享變量，爲確保共享變量能被準確和一致地更新，線程應該確保通過排他鎖單獨獲得這個變量。Java語言提供了volatile，在某些情況下比鎖要更加方便。如果一個字段被申明成volatile，Java線程內存模型確保所有線程看到這個變量的值是一致的。
Java的併發機制是由JVM和CPU指令來保障的。那麼volatile變量修飾的共享變量再被多個線程操作的時候會有什麼不同呢？就是編譯形成的字節碼轉換爲彙編指令之後，votaile變量的操作命令是加Lcok前綴的。Lock前綴的指令在多核處理器下會發生兩件事情：
1）當前處理器緩存行的數據回寫到系統內存（工作內存回寫到主內存）；
2）這個回寫的操作會使其他CPU裏緩存了該地址的數據無效（那麼再用到的時候就需要從主內存更新到工作內存中）。
至於JVM和CPU的底層實現原理，那就不做考究了，如果面試官還追究這樣的問題，我覺得可能他是刁難人的。
緊接着來看synchronized的實現原理以及應用：
synchronized實現同步的基礎：Java中的每一個對象都可以作爲鎖。具體表現形式爲以下3種形式：
- 對於普通方法同步，鎖是當前實例對象；
- 對於靜態同步方法，鎖是當前類的Class對象；
- 對於同步方法塊，鎖是synchronized括號裏配置的對象。
JVM規範中可以看到synchronized在JVM裏的實現原理，JVM基於進入和退出Monitor對象（每個對象都有一個監視器鎖）來實現方法同步和代碼塊同步，兩者的實現方式略有不同。代碼塊是使用monitorenter和monitorexit指令實現的，而方法同步是使用另一種方式實現的（反編譯之後，可以看到常量池中多了ACC_SYNCHRONIZED標示符，那麼如果有這個標識符，那麼就需要去獲取Monitor了），細節在JVM規範裏並沒有詳細說明。但是，方法的同步也可以使用這兩個命令來實現。都是基於Monitor的。
synchronized用的鎖是存在於Java對象頭（Mark Word（存儲對象的HashCode、分代年齡和鎖標記位））裏的，運行期間，Mark Word裏存儲的數據會跟隨着鎖標誌位的變化而變化。鎖的級別有不同，分別爲：無鎖狀態、偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖。
| 鎖 | 優點 | 缺點 | 適用場景 |
| 偏向鎖 | 加鎖和解鎖不需要消額外的消耗，和執行非同步方法相比僅存在納秒級的差距 | 如果線程間存在鎖競爭，會帶來額外的鎖撤銷的消耗 | 適用於只有一個線程訪問同步塊場景 |
| 輕量級鎖 | 競爭的線程不會阻塞，提高了程序的響應速度 | 如果始終得不到鎖競爭的線程，使用自旋會消耗CPU | 追求響應時間； 同步塊執行速度非常快 |
| 重量級鎖 | 線程競爭不使用自旋，不會消耗CPU | 線程阻塞，響應時間緩慢 | 追去吞度量； 同步塊執行速度較長 |