java 基础
class 文件内容
class 文件包含java 程序执行的字节码，数据严格按照格式紧凑排列在class文件中的二进制流，中间无任何分隔符； 文件开头有一个0xcafebabe(16进制) 特殊的一个标志。
jvm 运行时数据区
.java源代码->.class 字节码->线程共享部分（方法区，堆内存）线程独占部分（虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器） ->执行引擎->本地库接口->本地方法库
线程独占：
每个线程都会有它独立的空间，随线程生命周期而创建和销毁
线程共享：
所有线程能访问这块内存数据，随虚拟机或者GC而创建和销毁
方法区：
jvm 用来存储加载类信息，常量，静态变量，编译后的代码等数据 虚拟机规范中这是一个逻辑区划，具体实现根据不同虚拟机来实现 如：oracle 的hotspot 在java7中方法区放在永久层，java8放在元数据空间，并通过GC机制来对这个区域管理
堆内存：
细分为老年代，新生代（Eden,From Survivor,To Survivor) jvm 启动时创建，存放对象的实例，垃圾回收期主要就是管理堆内存。 如果满了，就会出现OutOfMemroyError,
虚拟机栈
每个线程都在这个空间有一个私有的空间，线程栈由多个栈帧组成，一个线程会执行一个或多个方法，一个方法对应一个栈帧 栈帧包含：局部变量表，操作数栈，动态链接，方法返回地址，附加信息等 栈内存默认最大是1M,超出则抛出StackOverflowError
本地方法栈
和虚拟机栈功能类似，虚拟机栈为虚拟机执行java方法准备的，本地方法栈是为了虚拟机使用native本地方法而准备的 虚拟机规范没有规定具体的视线，由不同的虚拟机厂商去实现 HotSpot虚拟机中虚拟机栈和本地方法栈的实现是一样的额，同样，超出大小以后也会抛出stackoverflowerror
程序计数器
程序计数器记录当前线程执行字节码的位置，存储是字节码的指令地址，如果执行native方法，则计数器值为空。 每个线程都在这个空间有一个私有的空间，占有内存空间很少。 cpu同一时间，只会执行一条线程中的指令。jvm多线程会轮流切换并分配cpu执行时间的方式，为了线程切换后，需要 通过程序计数器来恢复正确的执行位置 | 标志名称 | 标志值 | 含义 | | ------------ | ------------ | ------------ | | ACC_PUBLIC | 0x0001| public? | | ACC_FINAL | 0x0010 |final? 只有類 | | ACC_SUPER | 0x0020 | invokespecial ? | | ACC_INTERFACE | 0x0200 |接口 | | ACC_ABSTRACT | 0x400 |abstract ? | | ACC_SYNTHETIC |0x1000 | 非由用戶產生 | | ACC_ANNOTATION | 0x2000 |這是一個註解 | |ACC_ENUM|0x4000|這是一個枚舉| 類信息包含的静态常量，编译之后就能确认
class 内容
没有构造函数，会自动生成构造函数
main 方法
访问控制，本地变量数量，参数数量，方法对应栈中操作数的深度。jvm 执行这源码编译后的指令码 javap 翻译是操作符， class文件存储是指令码，前面是数字，是偏移量（字节） jvm根据这个区分不同的指令。
线程状态 java.lang.thread.state
- new 尚未启动的线程的线程状态
- running 可以运行线程的线程状态，等待cpu 调度
- blocked 线程阻塞等待监视器锁定的线程状态 处于synchronized 同步代码快或者方法被阻塞
- waiting 等待线程的线程状态，下列不带超时的方式：Object.wait,Thread.join,LockSupport.park
- TimedWaiting 具有等待时间的等待线程的线程状态： Thread.sleep,Object.wait,Thread.join,LockSupport.parkNanos,LockSupport.parkUntil
- Terminated:线程终止状态，线程正常完成执行或者出现异常
注意点：如果一个线程终止之后，再进行调用，会抛出IllegalThreadStateException 异常
线程终止
-
thread.interrupt 正确的线程终止 如果目标线程在调用Object class 的wait(),wait(long)或wait(long,int)方法，join(),join(long int)或者 sleep(long,int)方法时被阻塞，那么 interrupt会生效，该线程的终端状态被清除，抛出interruptedException异常。
如果目标线程是被I/O,或者NIO的channel 所阻塞，同样I/O操作会被中断或者返回特殊异常值，达到终止线程的目的。 如果以上条件都不满足，则会设置此线程的中断状态 2. 标志位 通过状态判断是否执行
cpu 缓存和内存屏障
l1 cache ,l2 cpu 外部高速储存器 ，l3 内置的，文件系统缓存。共享一个L3
缓存同步协议
多cpu读取同样的数据进行缓存，进行不同运算之后，使用MESI协议，规定每条缓存有个状态，同时定义了下面4个状态：
- 修改态（Modified）此cache行已被修改过（脏读） 内容不同于主存，为此cache专有。
- 专有态（exclusive) 此cache行内容同于主存，但不出现于其他cache中。
- 共享态（shared)此cache行内容同于主存，但也出现于其他cache中
- 无效态（invalid) 此cache行内容无效（空行）
多处理器时，单个cpu对缓存中数据进行了改动，需要通知给其他cpu,也就是说 CPU处理要控制自己的读写操作，还要监听其他cpu发出的通知，从而保证最终一致。
CPU 性能优化的手段，运行时指令重排
指令重排的场景，当cpu写缓存发现缓存区块正被其他cpu占用，为了提供cpu处理性能，可能会将后面的读缓存命 令优先执行。 当然要遵守as-if-serial 语意，不管怎么重排序单线程程序的执行结果不能被改变，编译器和处理器不会对存在数据 依赖关系的操作做重排序。
cpu 告诉缓存下有一个问题
缓存中数据和主内存的数据并不是实时同步，各个cpu 间缓存的数据也不是实时同步，在同一个时间点，各个cpu所看到 统一内存地址的数据的值可能是不一致的。
cpu 指令重排序
单仅在单cpu 自己执行的时候保证
内存屏障
写内存屏障（store barrier)能让写入缓存中的最新数据更新写入主内存，让其他线程可见，强制写入主内存，这种显示调用，cpu就不会因为性能考虑去对指令重排
读内存屏障（loadmemory barrier) 可以让告诉缓存中的数据失效，强制从新从主内存加载数据，强制读取主内存内容，让cpu 缓存与主内存保持一致，避免了缓存导致的一致性问题
通信的方式
要实现多个线程之间的协同，如：线程执行先后顺序，获取某个线程执行的结果等等，设计到线程之间相互通信，分为4种： 1.文件共享，2.网络共享，3.共享变量 4.jdk 提供的线程协调API :wait/notify,park/unpark
suspend 和resume
这两个容易产生死锁，改为 wait/notify
wait/notify
- 这些方法只能由同一对象锁的持有者线程电泳，也就是写在同步块里面，否则就会抛出illegalMonitorStateException 异常
- wait 方法导致当前线程等待，加入该对象的等待集合中，并且放弃当前持有的对象锁，notify/notifyAll 方法唤醒一个或所有正在等待这个对象锁的线程。
注意： 虽然wait 会自动解锁，但是对顺序有要求，如果在notify被调用之后，才开始wait方法的调用，线程将会永远处于waiting 状态。
park/unpark 机制
线程调用Park 则等待许可，unpark 方法为指定线程提供“许可（permit)" 不要求park 和unpark 方法的调用顺序 多次调用unpack之后，再调用park,线程会直接运行。 但不会叠加，连续多次调用park方法，第一次会拿到许可直接运行，后续调用会进入等待
伪唤醒
建议应该在循环中检查等待条件，原因是出于等待状态的线程可能会收到错误警报和伪唤醒，如果不在循环中检查等待条件，程序就会在没有满足条件的情况下退出。 伪唤醒指的是线程并非因为notify，notifyall，unpark等API调用而唤醒，是更底层原因导致的。
//wait
synchronized(obj){
while(<条件判断>)
obj.wait();
}
//park
while(<条件判断>)
LockSupport.park();
线程封闭概念
- 多线程访问共享可变数据时，涉及到线程间数据同步的问题，并不是所有时候，都要用到共享数据，所以线程封闭的概念提出来。
- 数据都被封闭在各自的线程之中，就不需要同步，这种通过将数据封闭在线程中而避免使用同步的技术成为线程封闭。
线程封闭具体的提现有：ThreadLocal,局部变量
ThreadLocal
ThreadLocal 是Java 里一种特殊的变量
它是一个线程级别变量，每个线程都有一个ThreadLocal就是每个线程都有了自己独立的一个变量，竞争条件被彻底消除了，在并发模式下是绝对安全的变量。
用法：ThreadLocal
栈封闭
局部变量的固有属性之一就是封闭在线程中，他们位于执行线程的栈中，其他线程无法访问这个栈。
为什么要用线程池
线程是不是越多越好？
- 线程在java中是一个对象，更是操作系统的资源，线程创建，销毁需要时间，如果创建和销毁的时间大于执行时间就不合算
- java 对象占有栈内存，操作系统线程占用系统内存，根据jvm 规范，一个线程默认最大栈大小1M。这个栈空间是需要从系统内存中分配的，线程过多，会消耗更多的内存。
- 操作系统需要频繁切换线程上下文，影响性能。 线程池的退出，就是为了方便的控制线程数量。
线程池原理
- 线程池管理器：用于创建并管理线程池，包括创建线程池，销毁线程池，添加新任务。
- 工作线程：线程池中线程，在没有任务时处于等待状态，可以循环的执行任务；
- 任务接口： 每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完后的收尾工作，任务的执行状态等；
- 任务队列： 用于存放没有处理的任务，提供一种缓冲机制。
线程池API 接口定义和实现类
- 接口，executor 最上层的接口，定义了执行任务的方法execute
- 接口, executorService 继承了executor，拓展了callable future 关闭方法
- 接口，scheduledExecutorService 基础标准的线程池实现
- 实现类，ThreadPoolExecutor 基础标准的线程池实现
- 实现类，ScheduledThreadPoolExecutor 继承了ThreadPoolExecutor,实现了ScheduledExecutorService 相关定时任务方法。
线程池API
检测executorService 是否已经关闭，直到所有任务完成执行，或超时发生，或当前线程被中断，awaitTermination(long timeout,timeUnit unit)
执行给定的任务集合，执行完毕后，返回结果， invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
执行给定的任务集合，执行完毕或超时后，返回结果，其他任务终止 invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,long timeout,TimeUnit unit)
执行给定的任务，任意一个执行成功则返回结果，其他任务终止 invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
执行给定的任务，任意一个执行成功或者超时后，则返回结果，其他任务终止，invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,long timeout,Timeunit unit)
如果此线程已关闭，则返回true isShutdown()
如果关闭后所有任务都已完成，则返回true ，isTerminated()
优雅关闭线程池，之前提交的任务将被执行，但是不会接受新的任务 shutdown()
尝试停止所有正在执行的任务，停止等待任务的处理，并返回等待执行任务的列表 shutdownNow()
提交一个用于执行的callable返回任务，并返回一个Future,用于获取Callable执行结果 submit(Callable<T>Task)
提交可运行任务以执行，并发回一个Future对象，执行结果为null，submit(Runnable task)
提交可运行任务以执行，并返回Future,执行结果为传入的result， submit（Runnable task,T result)
ScheduleExcutorService
schedule(Callable<V> callable,long delay,Timeunit unit) 和 schedule(Runable command,long delay,Timeunit unit) 创建并执行一个一次性任务，过了延迟时间就会被执行
scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,Timeunit unit)
创建并执行了一个周期性任务
过来给定的初始延迟时间，会第一次被执行
执行过程汇总发生了一场，那么任务被停止
一次任务执行时长超过了周期时间，下一次任务会等到该次任务执行结束后，立刻执行，这也是它和scheduleWithFixedDelay的重要区别
scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay ,long delay,TimeUnit unit)
跟上面的区别是在上一次任务执行结束的时间基础上，再计算执行延时，上面超过周期就会立刻执行。