线程是把双刃剑：多线程会导致性能问题（线程引入的开销和上下文切换）
不管业务中遇到怎样的多线程的访问某个对象或者某个方法的情况，而在编程这个业务逻辑的时候，都不需要额外做任何的处理（也就是可以像单线程编程一样），程序也可以正常的运行（不会因为多线程而出错），就可以称为线程安全， 相反，如果在编程的时候，需要考虑这些线程在运行时的调度和交替（例如在get调用到的期间不能调用set），或者需要额外的同步（比如使用synchronized关键字等），那么就是线程安全的
线程不安全分类：
1.运行结果错误：a++多线程下出现消失的请求现象
2.活跃性问题：死锁、活锁、饥饿
3.对象发布和初始化的时候的安全问题
什么是发布：对象可以超出本类的地方使用，或者作为一个参数或retrue
1）：返回一个private对象（private本意是不让外访问）
返回副本
2）：还为完成初始化（构造函数没完全执行完毕）就把对象提供给外界，比如：
a.在构造函数中未初始化完就this赋值
b.隐式溢出—注册监听事件
c.构造函数中运行线程
那些场景需要额外注意线程安全问题？
1.访问共享变量或资源，会由并发危险，比如对象的属性、静态变量、共享缓存、数据库等
2.所有依赖时序的操作：即使每一步都是线程安全的，还是会存在并发问题：
一个线程读取了一个共享数据，并在此基础上做了修改例如：index++
3.不同的数据之间存在绑定关系的时候
多个线程对多个共享数据进行更新：如果这些共享数据之间存在关联关系，那么为了保障操作的原子性我们可以考虑使用锁。例如关于服务器的配置信息可能包括主机ip地址、端口号等。一个线程如果要对这些数据进行更新，则必须要保证更新操作的原子性，即主机ip地址和端口号是一起被更新的，否则其他线程可能看到一个并不真实存在的主机ip地址和端口号组合所代表的服务器
4.我们使用其他类的时候，如果对方没有申明自己是线程安全的，那么大概率存在在并发问题的隐患
多线程会导致的性能问题：
性能问题有哪些体现、什么是性能问题：
处理速度慢，资源消耗大、吞吐量降低等。
为什么多线程会带来性能问题：
体现在两个方面：线程的调度和协作，这两方面通常相辅相成，也就是说，由于线程需要协作，所以会引起调度：
调度：上下文切换
什么时候会需要线程调度呢？当可运行的线程超过cpu核心数，那么操作系统就要调度线程，以便于让每个线程都有运行的机会。
调度会引起上下文切换。
例如当某个运行Thread.sleep(1000)的时候，线程调度器就会让当前这个线程阻塞，然后往往会让另一个正在等待的CPU资源的线程进入可运行状态，这里会产生上下文切换，这是一种比较大的开销，有时上下文切换到的开销甚至比线程执行的时间都要长。
什么是上下文？
上下文是指某一时刻cpu寄存器和程序计数器的内容。寄存器占CPU内部的数量较少但是速度很快的内存。寄存器通过对常用值（通常是运算的中间值）的快速访问来提高计算器程序的运算速度。程序计数器是一个专用的寄存器，由于表明指令序列中CPU正在执行的位置，存的值未正在执行的指令的位置或则下一个将要执行的指令的位置，具体依赖于特定的操作系统。
上下文切换可以认为是内核（操作系统的核心数）在cpu上对于进程（包括线程）进行一下活动：（1）挂机去一个线程，将这个线程在cpu的状态（上下文）存储于内存中某处，（2）在内存中检索下一个进程的上下文并将其在cpu的寄存器恢复，（3）跳转到程序计数所指向的位置（即跳转到进程被中断时的位置），以恢复该进程。
缓存开销
除了刚才提到了上下文切换带来的直接开销外，还需要考虑到间接带来的缓存失效的问题。我们知道程序会会有很大的概率会访问刚才访问过的数据。所以cpu为了加快执行速度，会根据不同的算法，把常用到的数据缓存到cpu内，这样以后再用到该数据时，可以很快使用。
但是现在上下文切换了，也就是说，cpu即将执行不同的代码，那么原本缓存的内容有极大的概率也没有价值了。这就需要cpu重新缓存，者导致线程再被调度运行后，一开始启动速度会变慢。
何时会导致密集的上下文切换
如果程序频繁的竞争锁，或者由于IO读写等原因导致的频繁阻塞，那么这个程序就可能需要跟多的上下文切换，这也导致了更大的开销
协作：内存同步
线程之间如果使用共享数据，那么为了避免数据混乱，肯定使用同步手段，为了数据的正确性，同步手段往往会使用禁止编译器优化、、使CPU内的缓存失效等手段，这显然带来额外的开销，因为减少了原本可以进行的优化。
Java内存模型------底层原理：
三兄弟：JVM内存结构VS java内存模型VS java对象模型
容易混淆：三个截然不同的概念，但是很多人容易混淆
**JVM内存结构，**和java虚拟机的运行时区域有关
堆：占用内存最多，存放引用数据类型，对象实例和数组
虚拟机栈：基本数据类型和对象的引用，编译的时候确定了大小而且不会被改变
方法区：静态变量，类信息，常量信息，永久引用（static）
本地方法栈：本地方法相关
程序计数器：占最小的内存，保存字节码的行号数
Java内存模型，和java的并发编程有关
Java对象模型，和java对象在虚拟机中的表现形式有关，需要一个标准，让多线程运行结果可预期
Volatile、synchronized、lock等的底层原理都是JMM
重排序：
实际执行顺序和代码在java文件中的顺序不一致
优点：提高处理速度，减少指令
可见性：
Cpu有多级缓存，导致读的数据过期：1.高速缓存的容量比内存小，但是速度仅次于寄存器，所以在cpu和主内存就多了Cache层
2.线程间的对于共享变量的可见性问题不是直接由多核引起的，而是由多缓存引起的
3.如个多个核心都只用一个缓存，那么也就不存在可见性问题了
4.每个核心都会将自己需要的数据读到独占缓存中，数据修改后也要写入缓存，然后等待刷入到主存中。所以会导致有些核心读取的是一个过期值
什么是主内存和工作内存：
1.所有变量都存在主内存中，同时每个线程也有自己独立的工作内存，工作内存中的变量内容是主内存的拷贝
2.线程不能直接读写主内存中的变量，而是只能操作自己工作内存的变量，然后同步到主内存中
3.主内存是多个线程共享的，但是线程间不共享工作内存，如果线程间需要通信，必须借助主内存中转完成，所有的共享变量存在于主内存中，而且线程读写共享数据也是通过本地内存交换的，所以才会导致可见性问题，
解决可见性：Happens-before:：在时间上，动作a发生在动作b之前，b保证能看见a，这就是happens-before
Happens-before规则有哪些？
1.单线程原则：
单线程中的每一个操作都happens-before该程序顺序中稍后出现的该线程中的每一个操作。如果操作x和操作y是同一个线程两个操作，并且在代码执行上x先于y出现，那么hb（x，y）
并不是受x操作一定要在y操作之前被执行，而是说x的执行结果对于y是可见的。只要满足可见性
2.锁操作（Lock/synchronized）
3**.Volatile变量**
4.线程启动
5**.线程join**
我们知道join可以让线程之间等待，假设线程A通过调用thread.start（）生成一个新的线程B,然后在调用thread.join（）。线程A在Join期间会等待，知道线程B的run方法执行完成，在join方法返回后，线程A中的所有后续操作将看到线程Brun方法执行的操作
6.传递性
7.中断
一个线程被其他线程interrupt时，那么检查中断（isInterrupted）或者抛出InterrupedException一定能看到
8.构造方法
对象构造方法的最后一行指令happens-before于finalize（）方法的第一行指令
9.工具类的happens-before：
a.线程安全的容器get一定能看到在此之前的put等存入动作
b.CountDownLatch
c.Semapjore
d.Future
e.线程池
f. Cyclicbarrier
原子性：
Volatile:
volatile是一种同步机制，比synchronized或者Lock相关类更加轻量，因为使用volatile并不会发生上下文切换等开销很大的行为
如果一个变量被修饰成volatile，那么JVM就知道了这个变量可能会被并发修改
但是开销小，相应的能力也小，虽然说volatile是用来同步的保证线程安全的，但是volatile做不到synchronized那样的原子保护，volatile仅在有限的场景下能发挥作用
不适用于：a++这样的不具有原子操作
使用场合：
1.Booblean flag，如果一个共享变量自始自终只被各个线程赋值，而没有其他操作，呢么就可以用volatile来代替synchronized或者代替原子变量，因为赋值自身是具有原子性的，而volatile又保证可见性，所以线程安全
2.作为刷新之前的触发器:用了volatile int x，可以保证读取x后，之前的所有变量可见
volatile的作用：可见性–读一个volatile变量，需要首先让本地缓存失效，这样就必须到主内存中读取最新值，写一个volatile属性会立即写入到主内存中去
禁止指令重排序优化-–解决单例双重锁乱序问题
Volatile和synchronized的关系：volatile可以做是synchronized的轻量版：如果一个共享变量自始自终只被各个线程赋值，而没有其他的操作，那么就可以用volatile来代替synchronized或者代替原子变量，因为赋值具有原子性，而volatile又保证可见性，所以保证线程安全
小结：1) .volatile修饰符适用于一下场景：某个属性被多个线程共享，其中有一个线程修改了额此属性，其他线程立即能获得修改后的值，比如boolean flag
2). volatile属性的读写操作是无锁的，他不能代替synchronized，因为没有提供原子性和互斥性。因为无锁，不需要花费时间在获取锁和释放锁上，所以成本低
3**)Volatile只能用作于属性**，我们用volatile修饰属性，compilers就不会对这个属性做指令重排序
4)Volatile提供可见性，任何一个线程对其的需改将立即对其他线程可见。Volatile属性不会被线程缓存，始终从主存中读
5)Volatile提供了happens-before保证，对volatile变量v的写入happens-before其他线程后续对v的操作
6)Volatile可以使得long和double的赋值具有原子性
能保证可见性的措施：除了volatile可以然变量保证可见习性外、synchronized、lock、并发集合、Thread.join（）和Thread.start等都可以保证一定的可见性，具体见happens-before
升华：synchronized可见性的正确理解：synchronized也能保证happens-before效果
特别注意的是，synchronized不仅防止了一个线程在操作某个对象时受到其他线程干扰，同时还保证了修改后，可以立即被其他线程所看见
原子性：
一系列操作，要么全部执行成功，要么全部不执行，不会出现执行一般的情况，是不可分割的