重要提示:本文是笔记，原文是：
线程状态
线程状态含义
线程状态转换
Java内存模型及happens-before规则
JMM抽象结构模型
指令重排序
计算机在执行程序时，为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令做重排。 比如三条加法指令，第一条的两个参数未加载，第三条已加载完成，则优先执行第三条。前提是这三条指令没有数据依赖，比如a=b+c;d=a+b就有数据依赖，a作为d的参数在前一指令被写入了。
数据依赖性存在三种情况：1. 读后写；2.写后写；3. 写后读
as-if-serial
as-if-serial语义的意思是：不管怎么重排序（编译器和处理器为了提供并行度），（单线程）程序的执行结果不能被改变。
happens-before
happens-before相当于多线程版的as-if-serial。
定义
1）如果一个操作happens-before另一个操作，那么第一个操作的执行结果将对第二个操作可见，而且第一个操作的执行顺序排在第二个操作之前。
2）两个操作之间存在happens-before关系，并不意味着Java平台的具体实现必须要按照happens-before关系指定的顺序来执行。如果重排序之后的执行结果，与按happens-before关系来执行的结果一致，那么这种重排序并不非法（也就是说，JMM允许这种重排序）。
并发的三大性质
- 原子性
原子性是指一个操作是不可中断的，要么全部执行成功要么全部执行失败
- 可见性
可见性是指当一个线程修改了共享变量后，其他线程能够立即得知这个修改
- 有序性
即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。
synchronized: 具有原子性，有序性和可见性； volatile：具有有序性和可见性
CAS
先了解乐观锁和悲观锁
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悲观锁就是我们常说的锁。对于悲观锁来说，它总是认为每次访问共享资源时会发生冲突，所以必须对每次数据操作加上锁，以保证临界区的程序同一时间只能有一个线程在执行。 -
乐观锁又称为“无锁”，顾名思义，它是乐观派。乐观锁总是假设对共享资源的访问没有冲突，线程可以不停地执行，无需加锁也无需等待。而一旦多个线程发生冲突，乐观锁通常是使用一种称为CAS的技术来保证线程执行的安全性。由于无锁操作中没有锁的存在，因此不可能出现死锁的情况，也就是说乐观锁天生免疫死锁。 -
乐观锁多用于“读多写少“的环境，避免频繁加锁影响性能；而悲观锁多用于”写多读少“的环境，避免频繁失败和重试影响性能。
cas概念
CAS的全称是：比较并交换（Compare And Swap）。CAS是一种原子操作，它是一种系统原语，是一条CPU的原子指令，从CPU层面保证它的原子性
在CAS中，有这样三个值： V：要更新的变量(var) E：预期值(expected) N：新值(new)
比较并交换的过程如下： 判断V是否等于E，如果等于，将V的值设置为N；如果不等，说明已经有其它线程更新了V，则当前线程放弃更新，什么都不做。
CAS实现原子操作的三大问题
- ABA问题
所谓ABA问题，就是一个值原来是A，变成了B，又变回了A。这个时候使用CAS是检查不出变化的，但实际上却被更新了两次。
ABA问题的解决思路是在变量前面追加上版本号或者时间戳。
- CAS多与自旋结合。
如果自旋CAS长时间不成功，会占用大量的CPU资源。
解决思路是让JVM支持处理器提供的pause指令。 pause指令能让自旋失败时cpu睡眠一小段时间再继续自旋，从而使得读操作的频率低很多,为解决内存顺序冲突而导致的CPU流水线重排的代价也会小很多。
- 只能保证一个共享变量的原子操作
有两种解决方案：
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使用JDK 1.5开始就提供的AtomicReference类保证对象之间的原子性，把多个变量放到一个对象里面进行CAS操作；
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使用锁。锁内的临界区代码可以保证只有当前线程能操作。
Synchronized
对象锁（monitor）机制
public class SynchronizedDemo {
public static void main(String[] args) {
synchronized (SynchronizedDemo.class) {
}
method();
}
private synchronized static void method() {
}
}
如图，上面用黄色高亮的部分就是需要注意的部分了，这也是添Synchronized关键字之后独有的。
执行同步代码块后首先要先执行monitorenter指令，退出的时候monitorexit指令。
通过分析之后可以看出，使用Synchronized进行同步，其关键就是必须要对对象的监视器monitor进行获取，当线程获取monitor后才能继续往下执行，否则就只能等待。
上面的demo中在执行完同步代码块之后紧接着再会去执行一个静态同步方法，而这个方法锁的对象依然就这个类对象，那么这个正在执行的线程还需要获取该锁吗？答案是不必的，从上图中就可以看出来，执行静态同步方法的时候就只有一条monitorexit指令，并没有monitorenter获取锁的指令。这就是锁的重入性，即在同一锁程中，线程不需要再次获取同一把锁。
Synchronized先天具有重入性。每个对象拥有一个计数器，当线程获取该对象锁后，计数器就会加一，释放锁后就会将计数器减一。
经过试验，上面的代码结果，10个线程执行并不是每个线程都能执行完两个同步块，有些线程执行第一个同步块后被其他线程插队了。
我的理解是，可重入性并非指第二个同步块不需要通过锁争夺可直接进入，而是争夺到锁不需要上图的monitorenter。
volatile
作用
- 保证变量的内存可见性
- 禁止volatile变量与普通变量重排序
如何禁止指令重排序
通过内存屏障来实现，内存屏障有两个作用：
- 阻止屏障两侧的指令重排序；
- 强制把写缓冲区/高速缓存中的脏数据等写回主内存，或者让缓存中相应的数据失效。
关于volatile还需要回看文章加强巩固细节
线程池
Java中的线程池顶层接口是Executor接口，ThreadPoolExecutor是这个接口的实现类。
