1、程序(program)：是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一 段静态的代码，静态对象。
2、进程(process)：是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程。—生命周期
1）进程作为资源分配的单位，系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域
3、线程(thread)，进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径。
1）若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的
2）线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc)，线程切换的开销小
3）一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间它们从同一堆中分配对象，可以 访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。
一个Java应用程序java.exe，其实至少有三个线程：main()主线程，gc() 垃圾回收线程，异常处理线程。当然如果发生异常，会影响主线程。
并行与并发：
1) 并行：多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事。
2) 并发：一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事。
多线程程序的优点：
1) 提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验。
2) 提高计算机系统CPU的利用率
3) 改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和修改
何时需要多线程
1）程序需要同时执行两个或多个任务。
2）程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。
3）需要一些后台运行的程序时。
线程的创建和启动
Java语言的JVM允许程序运行多个线程，它通过java.lang.Thread 类来体现。
1）每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的，经常把run()方法的主体称为线程体。
2）通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程，而非直接调用run()。
Thread类构造器
1）Thread()：创建新的Thread对象；
2）Thread(String threadname)：创建线程并指定线程实例名；
3）Thread(Runnable target)：指定创建线程的目标对象，它实现了Runnable接 口中的run方法；
4）Thread(Runnable target, String name)：创建新的Thread对象。
API中创建线程的两种方式
JDK1.5之前创建新执行线程有两种方法：
1）继承Thread类的方式；
2）实现Runnable接口的方式；
1）：继承Thread类
2）：实现Runnable接口
Thread类的有关方法
线程的调度
1）调度策略
2）调度方法
1.同优先级线程组成先进先出队列（先到先服务），使用时间片策略
2.对高优先级，使用优先调度的抢占式策略
3）线程的优先级
1.等级，方法
线程创建时继承父线程的优先级
低优先级只是获得调度的概率低，并非一定是在高优先级线程之后才被调用
Java中的线程分为两类：一种是守护线程，一种是用户线程。
守护线程是用来服务用户线程的，通过在start()方法前调用 thread.setDaemon(true)可以把一个用户线程变成一个守护线程。
Java垃圾回收就是一个典型的守护线程。
线程的生命周期
多线程出现了安全问题
当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有 执行完，另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。
对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其他线程不可以 参与执行。
线程的同步：Synchronized同步机制
同步机制中的锁：
在《Thinking in Java》中，是这么说的：对于并发工作，你需要某种方式来防 止两个任务访问相同的资源（其实就是共享资源竞争）。 防止这种冲突的方法 就是当资源被一个任务使用时，在其上加锁。第一个访问某项资源的任务必须 锁定这项资源，使其他任务在其被解锁之前，就无法访问它了，而在其被解锁 之时，另一个任务就可以锁定并使用它了。
synchronized的锁是什么？
任意对象都可以作为同步锁。
所有对象都自动含有单一的锁（监视器）。
同步方法的锁：静态方法（类名.class）、非静态方法（this）
同步代码块：自己指定，很多时候也是指定为this或类名.class
必须确保使用同一个资源的多个线程共用一把锁，这个非常重要，否则就 无法保证共享资源的安全
1）同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。一个线程类中的所有静态方法共用同一把锁（类名.class），所有非静态方法共用同一把锁（this），
2）同步代码块（指定需谨慎）。对于实现 Runnable 接口的方法，由于就一个实现类对象，所以可以用this 当锁。 对于继承Thread 类的方法，由于有多个子类的实例，所以需要使用 类名.class 当锁。
同步的方式，解决了线程的安全问题。---好处
操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。 ---局限性
线程的通信：
* 涉及到的三个方法：* wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。* notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。* notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。** 说明：* 1.wait()，notify()，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。* 2.wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）* 否则，会出现IllegalMonitorStateException异常* 3.wait()，notify()，notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。** 面试题：sleep() 和 wait()的异同？* 1.相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。* 2.不同点：1）两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait()* 2）调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中* 3）关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。
* 解决线程安全问题的方式三：Lock锁 --- JDK5.0新增** 1. 面试题：synchronized 与 Lock的异同？* 相同：二者都可以解决线程安全问题* 不同：synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器* Lock需要手动的启动同步（lock()），同时结束同步也需要手动的实现（unlock()）** 2.优先使用顺序：* Lock 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源） 同步方法（在方法体之外）*** 面试题：如何解决线程安全问题？有几种方式
* 创建线程的方式三：实现Callable接口。 --- JDK 5.0新增*** 如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大？* 1. call()可以有返回值的。* 2. call()可以抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常的信息* 3. Callable是支持泛型的
* 创建线程的方式四：使用线程池** 好处：* 1.提高响应速度（减少了创建新线程的时间）* 2.降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）* 3.便于线程管理* corePoolSize：核心池的大小* maximumPoolSize：最大线程数* keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
参考
synchronized 和 ReentrantLock。
互斥同步最主要的问题就是线程阻塞和唤醒所带来的性能问题，因此这种同步也称为阻塞同步。
互斥同步属于一种悲观的并发策略，总是认为只要不去做正确的同步措施，那就肯定会出现问题。无论共享数据是否真的会出现竞争，它都要进行加锁（这里讨论的是概念模型，实际上虚拟机会优化掉很大一部分不必要的加锁）、用户态核心态转换、维护锁计数器和检查是否有被阻塞的线程需要唤醒等操作。
随着硬件指令集的发展，我们可以使用基于冲突检测的乐观并发策略：先进行操作，如果没有其它线程争用共享数据，那操作就成功了，否则采取补偿措施（不断地重试，直到成功为止）。这种乐观的并发策略的许多实现都不需要将线程阻塞，因此这种同步操作称为非阻塞同步。
乐观锁需要操作和冲突检测这两个步骤具备原子性，这里就不能再使用互斥同步来保证了，只能靠硬件来完成。硬件支持的原子性操作最典型的是：比较并交换（Compare-and-Swap，CAS）。CAS 指令需要有 3 个操作数，分别是内存地址 V、旧的预期值 A 和新值 B。当执行操作时，只有当 V 的值等于 A，才将 V 的值更新为 B。
锁优化
公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。
非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能，会造成优先级反转或者饥饿现象。
对于Java ReentrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否是公平锁，默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。
对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁。
独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。
共享锁是指该锁可被多个线程所持有。
对于Java ReentrantLock而言，其是独享锁。但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock，其读锁是共享锁，其写锁是独享锁。
读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的，读写，写读 ，写写的过程是互斥的。
独享锁与共享锁也是通过AQS来实现的，通过实现不同的方法，来实现独享或者共享。
对于Synchronized而言，当然是独享锁。
上面讲的独享锁/共享锁就是一种广义的说法，互斥锁/读写锁就是具体的实现。
互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock
读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock
乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁，而是指看待并发同步的角度。
悲观锁认为对于同一个数据的并发操作，一定是会发生修改的，哪怕没有修改，也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作，悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为，不加锁的并发操作一定会出问题。
乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作，是不会发生修改的。在更新数据的时候，会采用尝试更新，不断重新的方式更新数据。乐观的认为，不加锁的并发操作是没有事情的。
从上面的描述我们可以看出，悲观锁适合写操作非常多的场景，乐观锁适合读操作非常多的场景，不加锁会带来大量的性能提升。
悲观锁在Java中的使用，就是利用各种锁。
乐观锁在Java中的使用，是无锁编程，常常采用的是CAS算法，典型的例子就是原子类，通过CAS自旋实现原子操作的更新。
分段锁其实是一种锁的设计，并不是具体的一种锁，对于ConcurrentHashMap而言，其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。
我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想，ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment，它即类似于HashMap(JDK7与JDK8中HashMap的实现)的结构，即内部拥有一个Entry数组，数组中的每个元素又是一个链表;同时又是一个ReentrantLock(Segment继承了ReentrantLock)。
当需要put元素的时候，并不是对整个hashmap进行加锁，而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中，然后对这个分段进行加锁，所以当多线程put的时候，只要不是放在一个分段中，就实现了真正的并行的插入。
但是，在统计size的时候，可就是获取hashmap全局信息的时候，就需要获取所有的分段锁才能统计。
分段锁的设计目的是细化锁的粒度，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。
这三种锁是指锁的状态，并且是针对Synchronized。在Java 5通过引入锁升级的机制来实现高效Synchronized。这三种锁的状态是通过对象监视器在对象头中的字段来表明的。
偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问，那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。
轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候，被另一个线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，提高性能。
重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候，另一个线程虽然是自旋，但自旋不会一直持续下去，当自旋一定次数的时候，还没有获取到锁，就会进入阻塞，该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞，性能降低。
互斥同步进入阻塞状态的开销都很大，应该尽量避免。在许多应用中，共享数据的锁定状态只会持续很短的一段时间。自旋锁的思想是让一个线程在请求一个共享数据的锁时执行忙循环（自旋）一段时间，如果在这段时间内能获得锁，就可以避免进入阻塞状态。
自旋锁虽然能避免进入阻塞状态从而减少开销，但是它需要进行忙循环操作占用 CPU 时间，它只适用于共享数据的锁定状态很短的场景。
在 JDK 1.6 中引入了自适应的自旋锁。自适应意味着自旋的次数不再固定了，而是由前一次在同一个锁上的自旋次数及锁的拥有者的状态来决定。
锁消除是指对于被检测出不可能存在竞争的共享数据的锁进行消除。
锁消除主要是通过逃逸分析来支持，如果堆上的共享数据不可能逃逸出去被其它线程访问到，那么就可以把它们当成私有数据对待，也就可以将它们的锁进行消除。
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