線程是進程中的一個獨立控制單元，線程在控制著進程的執(zhí)行，一個進程中至少有一個線程。多線程可以更好地利用cpu的資源，線程之間還能進行數(shù)據(jù)共享。在IT中，一個線程是指進程中的一個執(zhí)行流程，一個進程可以運行多個線程，IT中每個線程都有一個調(diào)用棧，即使不在程序中創(chuàng)建任何新的線程，也有一個main()方法運行在一個線程內(nèi)，稱為主線程，一旦創(chuàng)建一個新的線程，就產(chǎn)生一個新的調(diào)用棧。通過該專題課程的系統(tǒng)學習，讓大家一次性搞明白IT中的多線程。
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課程目標：通過本系列課程的學習，一次性搞明白多線程，提升自身技術(shù)能力與價值。
適用人群：具有IT基礎(chǔ)的人群，希望系統(tǒng)學習IT多線程的人群。
1.計算機系統(tǒng)
使用高速緩存來作為內(nèi)存與處理器之間的緩沖，將運算需要用到的數(shù)據(jù)復制到緩存中，讓計算能快速進行；當運算結(jié)束后再從緩存同步回內(nèi)存之中，這樣處理器就無需等待緩慢的內(nèi)存讀寫了。
緩存一致性：多處理器系統(tǒng)中，因為共享同一主內(nèi)存，當多個處理器的運算任務(wù)都設(shè)計到同一塊內(nèi)存區(qū)域時，將可能導致各自的緩存數(shù)據(jù)不一致的情況，則同步回主內(nèi)存時需要遵循一些協(xié)議。
亂序執(zhí)行優(yōu)化：為了使得處理器內(nèi)部的運算單位能盡量被充分利用。
2.Java內(nèi)存模型
目標是定義程序中各個變量的訪問規(guī)則。(包括實例字段、靜態(tài)字段和構(gòu)成數(shù)組的元素，不包括局部變量和方法參數(shù))
所有的變量都存儲在主內(nèi)存中(虛擬機內(nèi)存的一部分)。
每條線程都由自己的工作內(nèi)存，線程的工作內(nèi)存中保存了該線程使用到的變量的主內(nèi)存副本拷貝，線程對變量的所有操作都必須在工作內(nèi)存中進行，而不能直接讀寫主內(nèi)存中的變量。
線程之間無法直接訪問對方的工作內(nèi)存中的變量，線程間變量的傳遞均需要通過主內(nèi)存來完成。
內(nèi)存間交互操作：
Lock(鎖定)：作用于主內(nèi)存中的變量，把一個變量標識為一條線程獨占的狀態(tài)。
Read(讀取)：作用于主內(nèi)存中的變量，把一個變量的值從主內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)骄€程的工作內(nèi)存中。
Load(加載)：作用于工作內(nèi)存中的變量，把read操作從主內(nèi)存中得到的變量的值放入工作內(nèi)存的變量副本中。
Use(使用)：作用于工作內(nèi)存中的變量，把工作內(nèi)存中一個變量的值傳遞給執(zhí)行引擎。
Assign(賦值)：作用于工作內(nèi)存中的變量，把一個從執(zhí)行引擎接收到的值賦值給工作內(nèi)存中的變量。
Store(存儲)：作用于工作內(nèi)存中的變量，把工作內(nèi)存中的一個變量的值傳送到主內(nèi)存中。
Write(寫入)：作用于主內(nèi)存中的變量，把store操作從工作內(nèi)存中得到的變量的值放入主內(nèi)存的變量中。
Unlock(解鎖)：作用于主內(nèi)存中的變量，把一個處于鎖定狀態(tài)的變量釋放出來，之后可被其它線程鎖定。
規(guī)則：
不允許read和load、store和write操作之一單獨出現(xiàn)。
不允許一個線程丟棄最近的assign操作，變量在工作內(nèi)存中改變了之后必須把該變化同步回主內(nèi)存中。
不允許一個線程沒有發(fā)生過任何assign操作把數(shù)據(jù)從線程的工作內(nèi)存同步回主內(nèi)存中。
一個新的變量只能在主內(nèi)存中誕生。
一個變量在同一時刻只允許一條線程對其進行l(wèi)ock操作，但可以被同一條線程重復執(zhí)行多次。
如果對一個變量執(zhí)行l(wèi)ock操作，將會清空工作內(nèi)存中此變量的值，在執(zhí)行引擎使用這個變量前，需要重新執(zhí)行read、load操作。
如果一個變量事先沒有被lock操作鎖定，則不允許對它執(zhí)行unlock操作。
8.對一個變量執(zhí)行unlock操作前，必須先把該變量同步回主內(nèi)存中。
3.volatile型變量
保證此變量對所有線程的可見性。每條線程使用此類型變量前都需要先刷新，執(zhí)行引擎看不到不一致的情況。
運算結(jié)果并不依賴變量的當前值、或者確保只有單一的線程修改變量的值。
變量不需要與其他的狀態(tài)變量共同參與不變約束。
禁止指令重排序優(yōu)化。普通的變量僅保證在方法執(zhí)行過程中所有依賴賦值結(jié)果的地方都能獲取到正確的結(jié)果。而不能保證賦值操作的順序與程序代碼中的順序一致。
load必須與use同時出現(xiàn)；assign和store必須同時出現(xiàn)。
4.原子性、可見性與有序性
原子性：基本數(shù)據(jù)類型的訪問讀寫是具備原子性的，synchronized塊之間的操作也具備原子性。
可見性：指當一個線程修改了共享變量的值，其他線程能夠立即得知這個修改。synchronized(規(guī)則8)和final可以保證可見性。Final修飾的字段在構(gòu)造器中一旦被初始化完成，并且構(gòu)造器沒有把this的引用傳遞出去，那么在其他線程中就能看見final字段的值。
有序性：volatile本身包含了禁止指令重排序的語義，而synchronized則是由規(guī)則5獲得的，這個規(guī)則決定了持有同一個所的兩個同步塊只能串行地進入。
5.先行發(fā)生原則
IT內(nèi)存模型中定義的兩項操作之間的偏序關(guān)系，如果操作A先行發(fā)生于操作B，其實就是說在發(fā)生操作B之前，操作A產(chǎn)生的影響能被操作B觀察到。
程序次序規(guī)則：在一個線程內(nèi)，按照代碼控制流順序，在前面的操作先行發(fā)生于后面的操作。
管程鎖定規(guī)則：一個unlock操作先行發(fā)生于后面對同一個鎖的lock操作。
Volatile變量規(guī)則：對一個volatile變量的寫操作先行發(fā)生于后面對這個變量的讀操作。
線程啟動規(guī)則：Thread對象的start()方法先行發(fā)生于此線程的每個操作。
線程終止規(guī)則：線程中的所有操作都先行發(fā)生于對此線程的終止檢測。
線程中斷規(guī)則：對線程的interrupt()方法的調(diào)用先行發(fā)生于被中斷線程的代碼檢測中斷事件的發(fā)生。
對象終結(jié)過則：一個對象的初始化完成先行發(fā)生于它的finalize()方法的開始。
傳遞性：如果操作A先行發(fā)生于操作B，操作B現(xiàn)象發(fā)生于操作C，那么就可以得出操作A先行發(fā)生于操作C的結(jié)論。
時間上的先后順序與先行發(fā)生原則之間基本上沒有太大的關(guān)系。
6.線程實現(xiàn)
使用內(nèi)核線程實現(xiàn)：
內(nèi)核線程Kernel Thread：直接由操作系統(tǒng)內(nèi)核支持的線程，這種線程由內(nèi)核類完成線程切換，內(nèi)核通過操縱調(diào)度器對線程進行調(diào)度，并負責將線程的任務(wù)映射到各個處理器上。
輕量級進程Light Weight Process：每個輕量級進程都由一個內(nèi)核線程支持。
局限性：各種進程操作都需要進行系統(tǒng)調(diào)用(系統(tǒng)調(diào)用代價相對較高，需要在用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)中來回切換)；輕量級進程要消耗一定的內(nèi)核資源，一次一個系統(tǒng)支持輕量級進程的數(shù)量是有限的。
使用用戶線程實現(xiàn)：
用戶線程：完全建立在用戶空間的線程庫上，系統(tǒng)內(nèi)核不能直接感知到線程存在的實現(xiàn)。用戶線程的建立、同步、銷毀和調(diào)度完全在用戶態(tài)中完成，不需要內(nèi)核的幫助。所有的線程操作都需要用戶程序自己處理。
混合實現(xiàn)：
將內(nèi)核線程和用戶線程一起使用的方式。操作系統(tǒng)提供支持的輕量級進程則作為用戶線程和內(nèi)核線程之間的橋梁。
Sun JDK，它的Windows版和Linux版都是使用一對一的線程模型來實現(xiàn)的，一條IT線程映射到一條輕量級進程之中。
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