Java并发

1. 八个操作

• lock（锁定）
• unlock（解锁）
• read（读取）：作用于主内存的变量，把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便后续的load动作使用。
• load（载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中。
• use（使用）：相当于get
• assign（赋值）：相当于set
• store（存储）：作用与工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便后续的write操作使用。
• write（写入）：作用与主内存的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中。

2. 内存模型八种规则

• 不允许read和load、store和write操作之一单独出现，即不允许一个变量从主存读取了但工作内存不接受，或者从工作内存发起回写了但主内存不接受的情况出现。
• 不允许一个线程丢弃它最近的assign操作，即变量在工作内存中改变了之后必须把该变化同步回主内存。
• 不允许一个线程无原因（没有发生过任何assign操作）地把操作从线程的工作内存同步回主内存中。
• 一个新的变量只能在主内存中“诞生”，不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化（load或assign）的变量，也就是对一个变量实施use和store操作之前，必须先执行过了load和assign操作。
• 一个变量在同一个只允许一条线程对其进行lock操作，但lock操作可以被同一条线程重复执行多次，多次执行lock后，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会被解锁。（可重入）
• 如果对一个变量执行lock操作，将会清空工作内存中该变量的值，在执行引擎使用这个变量前，需要重新执行load或assign操作初始化变量的值。
• 如果一个变量事先没有被lock操作锁定，则不允许对它执行unlock操作；也不允许去unlock一个被其他线程锁定住的变量。
• 对一个变量执行unlock操作之前，必须先把该变量同步回主内存中（执行store和write操作）。

3.lock是怎么确保线程安全的？

根据内存模型的规则，当执行lock时，会把工作内存中的变量清空，重新执行read和load操作，确保工作内存中的变量和主内存一致。执行unlock时，会把工作内存的值通过store和write操作同步会主内存。

4.volatile可以保证原子性吗？

不能，volatile的可见性只能保证在获取值的时候该值是最新的，可是有可能在对值进行操作时，别的线程对该值进行了修改操作。

5.volatile适用场景？

• 运算结果不依赖于变量的当前值，或者能够确保只有单一的线程修改变量的值。
• 变量不需要与其他的状态变量共同参与不变约束。

6.volatile如何保证可见性？

使用变量前都必须从主内存中刷新最新的值，修改变量后必须立即同步会主内存中。

7.volatile如何实现禁止指令重排序？

因为volatile规则要求如果某个线程先对某个变量执行了use或assign操作，那么该线程也必须先执行read或write操作。（这条规则要求volatile修饰的变量不会被指令重排序优化，保证代码的执行顺序与程序的顺序相同）。

8.synchronized如果保证原子性，可见性，有序性？

• 原子性：通过monitorenter和monitorexit字节码指令，也即lock和unlock操作。
• 可见性：是由“对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步会主内存中”这条规则获取的。
• 有序性：是由“一个变量在同一个时刻只允许一个线程对其进行lock操作”这条规则获得的。

9.先行发生原则

• 程序次序原则：在一个线程内，按照程序代码顺序，书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作。
• 管程锁定规则：一个unlock操作先行发生于后面对同一个锁的lock操作。
• valatile变量规则：对一个volatile变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作。
• 线程启动规则：Thread对象的start方法先行发生于此线程的每一个动作。
• 线程终止规则：线程中的所有操作都先行发生于对此线程的终止检测。
• 线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生，可以通过Thread.interrupted()方法检测到是否有中断发生。
• 对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于它的finalize()方法的开始。
• 传递性：如果操作A先行发生于操作B，操作B先行发生于操作C，那就可以得出操作A先行发生于操作C的结论。

10.线程安全的定义？

当多个线程访问一个对象时，如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行，也不需要进行额外的同步，或者在调用方进行任何其他的协调操作，调用这个对象的行为都可以获得正确的结果，那这个对象就是线程安全的。

11.ReentrantLock和Synchronized区别？

• 等待可中断
• 公平锁
• 绑定多个条件（condition)
• 释放锁机制