1.java?线程线程̵߳ײ?Դ??
2.7个连环问题揭开java多线程背后的核心原理！
3.深入理解 HashSet 及底层源码分析
4.什么叫底层代码？

java?底层底层̵߳ײ?Դ??

       在多核CPU和多线程技术普及的当今，我们面对的源码原理不再是多年前对于线程开启时机的问题。如今，线程线程无论是底层底层开发人员还是技术开发者，都需要深入了解多线程技术的源码原理kettle源码编译方方面面。本文将从操作系统原理的线程线程角度，全面解析多线程技术，底层底层涵盖基础知识到高级进阶，源码原理分享作者多年的线程线程工作经验和踩坑后的教训。

       多线程编程技术已经成为现代软件开发不可或缺的底层底层部分。然而，源码原理对于很多开发者来说，线程线程尽管有各种库和运行环境对操作系统多线程接口的底层底层封装，他们仍然面对着复杂的源码原理多线程逻辑，甚至只是简单调用库的“业务”程序员。本文旨在从基础出发，深入浅出地讲解多线程技术的各个层面。

       本文分为章，从Java线程的实践及原理揭秘开始，逐步深入到synchronized实现原理、volatile解决可见性和有序性问题、J.U.C中的重入锁和读写锁、线程通信中的条件等待机制、J.U.C并发工具集实战、负101的源码并发编程必备工具、阻塞队列设计原理及实现、并发安全集合原理及源码、线程池设计原理、以及Java并发编程中的异步编程特性。每一章节都基于作者的经验总结和踩坑后的教训，为读者提供全面而深入的指导。

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7个连环问题揭开java多线程背后的核心原理！

       摘要：很多java入门新人一想到java多线程， 就会觉得很晕很绕，什么可见不可见的，也不了解为什么sync怎么就锁住了代码。

       很多java入门新人一想到java多线程， 就会觉得很晕很绕，什么可见不可见的，也不了解为什么sync怎么就锁住了代码。

       因此我在这里会提多个问题，传奇源码解析教程如果能很好地回答这些问题，那么算是你对java多线程的原理有了一些了解，也可以借此学习一下这背后的核心原理。

       Q: java中的主内存和工作内存是指什么？

       A:java中， 主内存中的对象引用会被拷贝到各线程的工作内存中， 同时线程对变量的修改也会反馈到主内存中。

       主内存对应于java堆中的对象实例部分（物理硬件的内存）

       工作内存对应于虚拟机栈中的部分区域（ 寄存器，高速缓存）

       工作内存中是拷贝的工作副本

       拷贝副本时，不会吧整个超级大的对象拷贝过来， 可能只是其中的某个基本数据类型或者引用。

       因此我们知道各线程使用内存数据时，其实是有主内存和工作内存之分的。并不是一定每次都从同一个内存里取数据。

       或者理解为大家使用数据时之间有一个缓存。

       Q: 多线程不可见问题的原因是什么？

       A:这里先讲一下虚拟机定义的内存原子操作：

       lock: 用于主内存， 把变量标识为一条线程独占的状态

       unlock : 主内存， 把锁定状态的变量释放

       read: 读取， 从主内存读到工作线程中

       load: 把read后的值放入到 工作副本中

       use： 使用工作内存变量， 传给工作引擎

       assign赋值: 把工作引擎的值传给工作内存变量

       store： 工作内存中的变量传到主内存

       write： 把值写入到主内存的变量中

       根据这些指令，看一下面这个图，　然后再看之后的流程解释，就好理解了。

       read和load、store、狼行天下源码write是按顺序执行的， 但是中间可插入其他的操作。不可单独出现。

       assgin之后， 会同步后主内存。即只有发生过assgin，才会做工作内存同步到主内存的操作。

       新变量只能在主内存中产生

       工作内存中使用某个变量副本时，必须先经历过assign或者load操作。 不可read后马上就use

       lock操作可以被同一个线程执行多次，但相应地解锁也需要多次。

       执行lock时，会清空工作内存中该变量的值。 清空后如果要使用，必须重新做load或者assign操作

       unlock时，需要先把数据同步回主内存，再释放。

       因此多线程普通变量的读取和写入操作存在并发问题， 主要在于2点：

       只有assgin时， 才会更新主内存， 但由于指令重排序的情况，导致有时候某个assine指令先执行，然后这个提前被改变的变量就被其他线程拿走了，以至于其他线程无法及时看到更新后的什么源码有价值内存值。

       assgin时从工作内存到主内存之间，可能存在延迟，同样会导致数据被提前取走存到工作线程中。

       Q: 那么volatile关键字为什么就可以实现可见性？可见性就是并发修改某个值后，这个值的修改对其他线程是马上可见的。

       A: java内存模型堆volatile定义了以下特殊规则：

       当一个线程修改了该变量的值时，会先lock住主存， 再立刻把新数据同步回内存。

       使用该值时，其他工作内存都要从主内存中刷新！

       这个期间会禁止对于该变量的指令重排序

       禁止指令重排序的原理是在给volatile变量赋值时，会加1个lock动作， 而前面规定的内存模型原理中， lock之后才能做load或者assine，因此形成了1个内存屏障。

       Q: 上面提到lock后会限制各工作内存要刷新主存的值load进来后才能用， 这个在底层是怎么实现的？

       A:利用了cpu的总线锁+ 缓存一致性+ 嗅探机制实现， 属于计算机组成原理部分的知识。

       这也就是为什么violate变量不能设置太多，如果设置太多，可能会引发总线风暴，造成cpu嗅探的成本大大增加。

       Q: 那给方法加上synchronized关键字的原理是什么？和volatie的区别是啥？

       A:

       synchronized的重量级锁是通过对象内部的监视器（monitor）实现

       monitor的线程互斥就是通过操作系统的mutex互斥锁实现的，而操作系统实现线程之间的切换需要从用户态到内核态的切换，所以切换成本非常高。

       每个对象都持有一个moniter对象

       具体流程如下：

       首先，class文件的方法表结构中有个访问标志access_flags， 设置ACC_SYNCHRONIZED标志来表示被设置过synchronized。

       线程在执行方法前先判断access_flags是否标记ACC_SYNCHRONIZED，如果标记则在执行方法前先去获取monitor对象。

       获取成功则执行方法代码且执行完毕后释放monitor对象

       如果获取失败则表示monitor对象被其他线程获取从而阻塞当前线程

       注意，如果是sync{ }代码块，则是通过在代码中添加monitorEnter和monitorExit指令来实现获取和退出操作的。

       如果对C语言有了解的，可以看看这个大哥些的文章Java精通并发-通过openjdk源码分析ObjectMonitor底层实现

       Q: synchronized每次加锁解锁需要切换内核态和用户态， jvm是否有对这个过程做过一些优化？

       A:jdk1.6之后， 引入了锁升级的概念，而这个锁升级就是针对sync关键字的

       锁的状态总共有四种，级别由低到高依次为：无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁

       四种状态会随着竞争的情况逐渐升级，而且是不可逆的过程，只能进行锁升级（从低级别到高级别），不能锁降级（高级别到低级别）

       因此sync关键字不是一开始就直接使用很耗时的同步。而是一步步按照情况做升级

       当对象刚建立，不存在锁竞争的时候， 每次进入同步方法/代码块会直接使用偏向锁

       偏向锁原理： 每次尝试在对象头里设置当前使用这个对象的线程id， 只做一次，如果成功了就设置好threadId， 只要没有出现新的thread访问且markWord被修改，那么久）

       2. 当发现对象头的线程id要被修改时，说明存在竞争时。升级为轻量级锁

       轻量级锁采用的是自旋锁，如果同步方法/代码块执行时间很短的话，采用轻量级锁虽然会占用cpu资源但是相对比使用重量级锁还是更高效的。 CAS的对象是对象头的Mark Word， 此时仍然不会去调系统底层的方法做阻塞。

       3. 但是如果同步方法/代码块执行时间很长，那么使用轻量级锁自旋带来的性能消耗就比使用重量级锁更严重，这时候就会升级为重量级锁，也就是上面那个问题中提到的操作。

       Q: 锁只可以升级不可以降级, 确定是都不能降级吗？

       A:有可能被降级， 不可能存在共享资源竞争的锁。java存在一个运行期优化的功能需要开启server模式外加+DoEscapeAnalysis表示开启逃逸分析。

       如果运行过程中检测到共享变量确定不会逃逸，则直接在编译层面去掉锁

       举例：StringBuffer.append().append()

       例如如果发现stringBuffer不会逃逸，则就会去掉这里append所携带的同步

       而这种情况肯定只能发生在偏向锁上， 所以偏向锁可以被重置为无锁状态。

       本文分享自华为云社区，作者：breakDraw。

深入理解 HashSet 及底层源码分析

       HashSet，作为Java.util包中的核心类，其本质是基于HashMap的实现，主要特性是存储不重复的对象。通过理解HashMap，学习HashSet相对简单。本文将对HashSet的底层结构和重要方法进行剖析。

       1. HashSet简介

       HashSet是Set接口的一个实现，经常出现在面试中。它的核心是HashMap，通过构造函数可以观察到这一关系。Set接口还有另一个实现——TreeSet，但HashSet更常用。

       2. 底层结构与特性

       HashSet的特性主要体现在其不允许重复元素和无序性上。由于HashMap的key不可重复，所以HashSet的元素也是独一无二的。同时，由于HashMap的key存储方式，HashSet内部的数据没有特定的顺序。

       3. 重要方法分析

构造方法: HashSet利用HashMap的构造，确保元素的唯一性。

添加方法: 添加元素时，实际上是将元素作为HashMap的key，删除时若返回true，则表示之前存在该元素。

删除方法: 删除操作在HashMap中完成，返回值表示元素是否存在。

iterator()方法: 通过获取Map的keySet来实现迭代。

size()方法: 直接调用HashMap的size方法获取元素数量。

       总结

       HashSet的底层源码精简，主要依赖HashMap。它通过HashMap的特性确保元素的唯一性和无序性。了解了这些，对于使用和理解HashSet将大有裨益。如有疑问，欢迎留言交流。

什么叫底层代码？

       底层代码是指被封装好的代码，底层代码写的就是比较原始，比较基础的代码。底层代码编写是非常接近机器的编程，使用底层开发语言（如C或汇编）。这与使用高级语言（例如Python，Java）的程序员进行编程不同。

       对于java来说，底层代码一般是指框架的实现代码，这些代码一般都是一些常用代码或比较接近于原始的代码，这些代码封装好，可以方便复用和调用。而对一些操作系统来说，底层代码可能就是c或者汇编，写底层代码就是做底层开发。比如java的Map类，底层代码实现：

扩展资料

       编写底层代码一般要比较深厚的功底，对程序设计，代码涉及的各个方面，性能，耦合度，复用性都要很深的掌握和考虑，熟练掌握设计模式,良好的编程习惯，代码优雅，数据结构，精通各种算法。

       很多java框架被淘汰，除了本身有致命的bug外，还有就是有性能更好，使用更方便的框架出现，而这些都是靠底层代码实现来决定的。

       参考资料：

百度百科-底层开发