java多线程---cpu历史及一些关键概念
- 1.cpu与摩尔定律:
摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。这一定律自2004年以来，似乎已经失效，失效的原因是由于硅晶体的特性决定的，人们在制造cpu的工艺上已经达到了物理极限，在频率短期没有提高的情况下，为了来提高cpu的速度，人们在研究如何将多个独立的计算单元整合到单独的cpu里，也就是我们所说的多核cpu。
- 2.同步和异步
同步和异步通常用来形容一次方法调用。
同步方法调用一旦开始，调用者必须等到方法调用返回后，才能继续后续的行为。
异步方法调用更像一个消息传递，一旦开始，方法调用就会立即返回，调用者就可以继续后续的操作。而，异步方法通常会在另外一个线程中，“真实”地执行着。整个过程，不会阻碍调用者的工作。
- 3.并发和并行
并发：在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行，但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。（eg：我一边看书，一边敲代码）
单核cpu下的多线程和多进程是并发的，因为一个cpu一次只能执行一条指令，系统通过不断切换多任务来执行。
并行：在同一个时间段内，两个或多个程序执行，有时间上的重叠（宏观上是同时，微观上仍是顺序执行）。（eg:我负责看书，另外一个人负责敲代码）
- 4.JMM(Java Memory Model,JAVA 内存模型)
JMM主要是为了规定了线程和内存之间的一些关系。根据JMM的设计，系统存在一个主内存(Main Memory)，Java中所有变量都储存在主存中，对于所有线程都是共享的。每条线程都有自己的工作内存(Working Memory)，工作内存中保存的是主存中某些变量的拷贝，线程对所有变量的操作都是在工作内存中进行，本地内存是JMM的一个抽象概念，并不真实存在。线程之间无法相互直接访问，变量传递均需要通过主存完成。JMM属于语言级的内存模型，它确保在不同的编译器和不同的处理器平台之上，通过禁止特定类型的编译器重排序和处理器重排序，为程序员提供一致的内存可见性保证。
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4.1 从源代码到指令序列的重排序
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序。重排序分 3 种类型：
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1.编译器优化重排序：编译器在不改变单线程程序语义的前提下，可以重新安排语句的执行顺序
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2.指令级并行的重排序：现代处理器采用了指令级并行技术来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性，处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。
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3.内存系统的重排序：由于处理器使用缓存和读/写缓冲区，这使得加载和存储操作看上去可能是乱序执行。
上述的 1 属于编译器重排序，2 和 3 属于处理器重排序。
对于编译器，JMM 的编译器重排序规则会禁止特定类型的编译器重排序。
对于处理器重排序，JMM 的处理器重排序规则会要求 Java 编译器在生成指令序列时，插入特定类型的内存屏障指令来禁止特定的处理器重排序。
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4.2 指令重排规则：happens-before
happens-before从JDK5开始，java使用新的JSR-133内存模型。JSR-133提出了happens-before的概念，通过这个概念来阐述操作之间的内存可见性。如果一个操作执行的结果需要对另一个操作可见，那么这两个操作之间必须存在happens-before关系。这里提到的两个操作既可以是在一个线程之内，也可以是在不同线程之间。
- 程序顺序规则：一个线程内保证语义的串行性。
- 锁规则：解锁必然发生在随后的加锁前。
- volatile变量规则：volatile变量的写，先发生于volatile变量的读。
- 传递性：如果A 先于 B，且B 先于 C，那么A 先于 C。
- 线程启动规则：Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每个一个动作；
- 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；
- 线程终结规则：线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测，我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行；
- 对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始；
