一、概述

Java代码在编译后会变成Java字节码，字节码被类加载器加载到JVM里，JVM执行字节码，最终需要转化为汇编指令在CPU上执行，Java中所使用的并发机制依赖于JVM的实现和CPU的指令。

二、几个概念（可见性、顺序性、原子性）

volatile的应用

volatile是轻量级的synchronized，它在多处理器开发中保证了共享变量的“可见性”。
原因：由volatile变量修饰的共享变量进行写操作时会出现第二行汇编代码，Lock前缀的指令在多核处理器引发两件事情。
①将当前处理器缓存行（处理器内存）的数据写到系统内存。
②这个写回内存的操作会使其他的CPU里缓存了该内存地址的数据无效。

synchronized的实现原理与应用

synchronized是独占锁也就是是一种悲观锁。Java中的每一个对象都可以作为锁:对于普通同步方法，锁是当前实例对象。对于静态同步方法，锁是当前类的Class对象。对于同步方法块，锁是Synchonized括号里配置的对象。JVM基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步。
Java SE1.6中锁一共有四种状态，级别低到高无锁、偏向锁，轻量级锁，重量级锁，能升级不能降级，目的是提高获得锁释放锁的效率。

原子操作的实现原理

原子操作就是一个线程操作从头到尾，不进行线程切换。可以通过锁和循环CAS（compare and swap乐观锁的一种实现机制）的方式来实现原子操作。
JVM中的CAS操作利用了处理器提供的CMPXCHG指令实现的。自旋CAS实现的基本思路就是循环进行CAS操作直到成功为止。从Java 1.5开始，JDK的并发包里提供了一些类来支持原子操作，如AtomicBoolean（用原子方式更新的boolean值）、AtomicInteger（用原子方式更新的int值）和AtomicLong（用原子方式更新的long值）。这些原子包装类还提供了有用的工具方法，比如以原子的方式将当前值自增1和自减1。
CAS仍然存在三大问题:
①ABA问题:ABA问题的解决思路就是使用版本号。JDK的Atomic包里提供了一个类AtomicStampedReference来解决ABA问题。
②循环时间长开销大:JVM能支持处理器提供的pause指令，那么效率会有一定的提升。
③只能保证一个共享变量的原子操作:把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性，就可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作。