volatile 总结很好的文章。

前言

volatile关键字可能是Java开发人员“熟悉而又陌生”的一个关键字。本文将从volatile关键字的作用、开销和典型应用场景以及Java虚拟机对volatile关键字的实现这几个方面为读者全面深入剖析volatile关键字。

volatile字面上有“挥发性的，不稳定的”意思，它是用于修饰可变共享变量（Mutable Shared Variable）的一个关键字。所谓“共享”是指一个变量能够被多个线程访问（包括读/写），所谓“可变”是指变量的值可以发生变化。换而言之，volatile关键字用于修饰多个线程并发访问的同一个变量，这些线程中至少有一个线程会更新这个变量的值。我们称volatile修饰的变量为volatile变量。我们知道锁的作用包括保障原子性、保障可见性以及保障有序性。volatile常被称为“轻量级锁”，其作用与锁有类似的地方——volatile也能够保障原子性（仅保障long/double型变量访问操作的原子性）、保障可见性以及保障有序性。

本文所提及的“Java虚拟机”如无特别说明，均特指Oracle公司的HotSpot Java虚拟机。

概括

谈到并发，不得不谈ReentrantLock；而谈到ReentrantLock，不得不谈AbstractQueuedSynchronized（AQS）！

类如其名，抽象的队列式的同步器，AQS定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架，许多同步类实现都依赖于它，如常用的ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch…。

框架

Synchronized的基本使用

Synchronized是Java中解决并发问题的一种最常用的方法，也是最简单的一种方法。Synchronized的作用主要有三个：（1）确保线程互斥的访问同步代码（2）保证共享变量的修改能够及时可见（3）有效解决重排序问题。从语法上讲，Synchronized总共有三种用法：

1. 修饰普通方法
2. 修饰静态方法
3. 修饰代码块

接下来我就通过几个例子程序来说明一下这三种使用方式（为了便于比较，三段代码除了Synchronized的使用方式不同以外，其他基本保持一致）。

前言

java io操作中通常采用BufferedReader，BufferedInputStream等带缓冲的IO类处理大文件，不过java nio中引入了一种基于MappedByteBuffer操作大文件的方式，其读写性能极高，本文会介绍其性能如此高的内部实现原理。

通过前面几篇的学习，我们知道创建线程的方式有两种，一种是实现Runnable接口，另一种是继承Thread，但是这两种方式都有个缺点，那就是在任务执行完成之后无法获取返回结果，那如果我们想要获取返回结果该如何实现呢？还记上一篇Executor框架结构中提到的Callable接口和Future接口吗？，是的，从JAVA SE 5.0开始引入了Callable和Future，通过它们构建的线程，在任务执行完成后就可以获取执行结果，今天我们就来聊聊线程创建的第三种方式，那就是实现Callable接口。

Callable接口

我们先回顾一下java.lang.Runnable接口，就声明了run(),其返回值为void，当然就无法获取结果了。

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public interface Runnable {  
    public abstract void run();  
}

而Callable的接口定义如下

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public interface Callable<V> {   
      V   call()   throws Exception;   
}

该接口声明了一个名称为call()的方法，同时这个方法可以有返回值V，也可以抛出异常。嗯，对该接口我们先了解这么多就行，下面我们来说明如何使用，前篇文章我们说过，无论是Runnable接口的实现类还是Callable接口的实现类，都可以被ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor执行，ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor都实现了ExcutorService接口，而因此Callable需要和Executor框架中的ExcutorService结合使用，我们先看看ExecutorService提供的方法：

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<T> Future<T> submit(Callable<T> task);  
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);  
Future<?> submit(Runnable task);

Buffer

一块缓存区，内部使用字节数组存储数据，并维护几个特殊变量，实现数据的反复利用。
1、mark：初始值为-1，用于备份当前的position;
2、position：初始值为0，position表示当前可以写入或读取数据的位置，当写入或读取一个数据后，position向前移动到下一个位置；
3、limit：写模式下，limit表示最多能往Buffer里写多少数据，等于capacity值；读模式下，limit表示最多可以读取多少数据。
4、capacity：缓存数组大小

记录，汇总

Executor框架浅析

首先我们得明白一个 问题，为什么需要线程池？在java中，使用线程来执行异步任务时，线程的创建和销毁需要一定的开销，如果我们为每一个任务创建一个新的线程来执行的话，那么这些线程的创建与销毁将消耗大量的计算资源。同时为每一个任务创建一个新线程来执行，这样的方式可能会使处于高负荷状态的应用最终崩溃。所以线程池的出现为解决这个问题带来曙光。我们将在线程池中创建若干条线程，当有任务需要执行时就从该线程池中获取一条线程来执行任务，如果一时间任务过多，超出线程池的线程数量，那么后面的线程任务就进入一个等待队列进行等待，直到线程池有线程处于空闲时才从等待队列获取要执行的任务进行处理，以此循环…..这样就大大减少了线程创建和销毁的开销，也会缓解我们的应用处于超负荷时的情况。

Executor框架的两级调度模型

在java线程启动时会创建一个本地操作系统线程，当该java线程终止时，这个操作系统线程也会被回收。而每一个java线程都会被一对一映射为本地操作系统的线程，操作系统会调度所有的线程并将它们分别给可用的CPU。而所谓的映射方式是这样实现的，在上层，java多线程程序通过把应用分为若干个任务，然后使用用户级的调度器（Executor框架）将这些任务映射为固定数量的线程；在底层，操作系统内核将这些线程映射到硬件处理器上。这样种两级调度模型如下图所示：

从图中我们可以看出，应用程序通过Executor框架控制上层的调度，而下层的调度由操作系统内核控制，下层的调度不受应用程序的控制。

Executor框架的结构

Executor框架的结构主要包括3个部分

1. 任务：包括被执行任务需要实现的接口：Runnable接口或Callable接口
2. 任务的执行：包括任务执行机制的核心接口Executor，以及继承自Executor的EexcutorService接口。Exrcutor有两个关键类实现了ExecutorService接口（ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor）。
3. 异步计算的结果：包括接口Future和实现Future接口的FutureTask类
   下面我们通过一个UML图来认识一下这些类间的关系：
   
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记录，汇总

对多线程复习下，汇总一下

字符串问题

字符串在我们平时的编码工作中其实用的非常多，并且用起来也比较简单，所以很少有人对其做特别深入的研究。倒是面试或者笔试的时候，往往会涉及比较深入和难度大一点的问题。我在招聘的时候也偶尔会问应聘者相关的问题，倒不是说一定要回答的特别正确和深入，通常问这些问题的目的有两个，第一是考察对 JAVA 基础知识的了解程度，第二是考察应聘者对技术的态度。