编译器线程安全

① 了解什么叫做jit compiling，与传统的编译技术有何不同

java 应用程序的性能经常成为开发社区中的讨论热点。因为该语言的设计初衷是使用解释的方式支持应用程序的可移植性目标，早期
Java 运行时所提供的性能级别远低于 C 和
C++
之类的编译语言。尽管这些语言可以提供更高的性能，但是生成的代码只能在有限的几种系统上执行。在过去的十年中，Java
运行时供应商开发了一些复杂的动态编译器，通常称作即时（Just-in-time，JIT）编译器。程序运行时，JIT
编译器选择将最频繁执行的方法编译成本地代码。运行时才进行本地代码编译而不是在程序运行前进行编译（用 C 或
C++ 编写的程序正好属于后一情形），保证了可移植性的需求。有些 JIT 编译器甚至不使用解释程序就能编译所有的代码，但是这些编译器仍然通过在程序执行时进行一些操作来保持 Java 应用程序的可移植性。
由于动态编译技术的多项改进，在很多应用程序中，现代的 JIT 编译器可以产生与 C 或 C++
静态编译相当的应用程序性能。但是，仍然有很多软件开发人员认为 —— 基于经验或者传闻 ——
动态编译可能严重干扰程序操作，因为编译器必须与应用程序共享 CPU。一些开发人员强烈呼吁对 Java
代码进行静态编译，并且坚信那样可以解决性能问题。对于某些应用程序和执行环境而言，这种观点是正确的，静态编译可以极大地提高 Java
性能，或者说它是惟一的实用选择。但是，静态地编译 Java 应用程序在获得高性能的同时也带来了很多复杂性。一般的
Java 开发人员可能并没有充分地感受到 JIT 动态编译器的优点。

本文考察了 Java 语言静态编译和动态编译所涉及的一些问题，重点介绍了实时 (RT) 系统。简要描述了 Java
语言解释程序的操作原理并说明了现代 JIT 编译器执行本地代码编译的优缺点。介绍了 IBM 在 WebSphere Real Time 中发布的
AOT 编译技术和它的一些优缺点。然后比较了这两种编译策略并指出了几种比较适合使用 AOT
编译的应用程序领域和执行环境。要点在于这两种编译技术并不互斥：即使在使用这两种技术最为有效的各种应用程序中，它们也分别存在一些影响应用程序的优缺
点。

执行 Java 程序

Java 程序最初是通过 Java SDK 的 javac程序编译成本地的与平台无关的格式（类文件）。可将此格式看作 Java
平台，因为它定义了执行 Java 程序所需的所有信息。Java 程序执行引擎，也称作 Java 运行时环境（JRE），包含了为特定的本地平台实现
Java 平台的虚拟机。例如，基于 Linux 的 Intel x86 平台、Sun Solaris 平台和 AIX 操作系统上运行的 IBM
System p 平台，每个平台都拥有一个 JRE。这些 JRE 实现实现了所有的本地支持，从而可以正确执行为
Java 平台编写的程序。

事实上，操作数堆栈的大小有实际限制，但是编程人员极少编写超出该限制的方法。JVM 提供了安全性检查，对那些创建出此类方法的编程人员进行通知。

Java 平台程序表示的一个重要部分是字节码序列，它描述了 Java
类中每个方法所执行的操作。字节码使用一个理论上无限大的操作数堆栈来描述计算。这个基于堆栈的程序表示提供了平台无关性，因为它不依赖任何特定本地平台
的 CPU 中可用寄存器的数目。可在操作数堆栈上执行的操作的定义都独立于所有本地处理器的指令集。Java
虚拟机（JVM）规范定义了这些字节码的执行（参见 参考资料）。执行 Java 程序时，用于任何特定本地平台的任何 JRE 都必须遵守 JVM
规范中列出的规则。

因为基于堆栈的本地平台很少（Intel X87 浮点数协处理器是一个明显的例外），所以大多数本地平台不能直接执行 Java 字节码。为了解决这个问题，早期的 JRE 通过解释字节码来执行 Java 程序。即 JVM 在一个循环中重复操作：

◆获取待执行的下一个字节码；

◆解码；

◆从操作数堆栈获取所需的操作数；

◆按照 JVM 规范执行操作；

◆将结果写回堆栈。

这种方法的优点是其简单性：JRE 开发人员只需编写代码来处理每种字节码即可。并且因为用于描述操作的字节码少于 255 个，所以实现的成本比较低。当然，缺点是性能：这是一个早期造成很多人对 Java 平台不满的问题，尽管拥有很多其他优点。

解决与 C 或 C++ 之类的语言之间的性能差距意味着，使用不会牺牲可移植性的方式开发用于 Java 平台的本地代码编译。

编译 Java 代码

尽管传闻中 Java 编程的 “一次编写，随处运行”
的口号可能并非在所有情况下都严格成立，但是对于大量的应用程序来说情况确实如此。另一方面，本地编译本质上是特定于平台的。那么 Java
平台如何在不牺牲平台无关性的情况下实现本地编译的性能？答案就是使用 JIT 编译器进行动态编译，这种方法已经使用了十年（参见图 1）：

图 1. JIT 编译器

使用 JIT 编译器时，Java
程序按每次编译一个方法的形式进行编译，因为它们在本地处理器指令中执行以获得更高的性能。此过程将生成方法的一个内部表示，该表示与字节码不同但是其级
别要高于目标处理器的本地指令。（IBM JIT
编译器使用一个表达式树序列表示方法的操作。）编译器执行一系列优化以提高质量和效率，最后执行一个代码生成步骤将优化后的内部表示转换成目标处理器的本
地指令。生成的代码依赖运行时环境来执行一些活动，比如确保类型转换的合法性或者对不能在代码中直接执行的某些类型的对象进行分配。JIT
编译器操作的编译线程与应用程序线程是分开的，因此应用程序不需要等待编译的执行。

图 1 中还描述了用于观察执行程序行为的分析框架，通过周期性地对线程取样找出频繁执行的方法。该框架还为专门进行分析的方法提供了工具，用来存储程序的此次执行中可能不会改变的动态值。

因为这个 JIT 编译过程在程序执行时发生，所以能够保持平台无关性：发布的仍然是中立的 Java 平台代码。C 和 C++ 之类的语言缺乏这种优点，因为它们在程序执行前进行本地编译；发布给（本地平台）执行环境的是本地代码。

挑战

尽管通过 JIT 编译保持了平台无关性，但是付出了一定代价。因为在程序执行时进行编译，所以编译代码的时间将计入程序的执行时间。任何编写过大型 C 或 C++ 程序的人都知道，编译过程往往较慢。

为了克服这个缺点，现代的 JIT
编译器使用了下面两种方法的任意一种（某些情况下同时使用了这两种方法）。第一种方法是：编译所有的代码，但是不执行任何耗时多的分析和转换，因此可以快
速生成代码。由于生成代码的速度很快，因此尽管可以明显观察到编译带来的开销，但是这很容易就被反复执行本地代码所带来的性能改善所掩盖。第二种方法是：
将编译资源只分配给少量的频繁执行的方法（通常称作热方法）。低编译开销更容易被反复执行热代码带来的性能优势掩盖。很多应用程序只执行少量的热方法，因
此这种方法有效地实现了编译性能成本的最小化。

动态编译器的一个主要的复杂性在于权衡了解编译代码的预期获益使方法的执行对整个程序的性能起多大作用。一个极端的例子是，程序执行后，您非常清楚哪些方
法对于这个特定的执行的性能贡献最大，但是编译这些方法毫无用处，因为程序已经完成。而在另一个极端，程序执行前无法得知哪些方法重要，但是每种方法的潜
在受益都最大化了。大多数动态编译器的操作介于这两个极端之间，方法是权衡了解方法预期获益的重要程度。

Java 语言需要动态加载类这一事实对 Java
编译器的设计有着重要的影响。如果待编译代码引用的其他类还没有加载怎么办？比如一个方法需要读取某个尚未加载的类的静态字段值。Java
语言要求第一次执行类引用时加载这个类并将其解析到当前的 JVM
中。直到第一次执行时才解析引用，这意味着没有地址可供从中加载该静态字段。编译器如何处理这种可能性？编译器生成一些代码，用于在没有加载类时加载并解
析类。类一旦被解析，就会以一种线程安全的方式修改原始代码位置以便直接访问静态字段的地址，因为此时已获知该地址。

IBM JIT
编译器中进行了大量的努力以便使用安全而有效率的代码补丁技术，因此在解析类之后，执行的本地代码只加载字段的值，就像编译时已经解析了字段一样。另外一
种方法是生成一些代码，用于在查明字段的位置以前一直检查是否已经解析字段，然后加载该值。对于那些由未解析变成已解析并被频繁访问的字段来说，这种简单
的过程可能带来严重的性能问题。

动态编译的优点

动态地编译 Java 程序有一些重要的优点，甚至能够比静态编译语言更好地生成代码，现代的 JIT 编译器常常向生成的代码中插入挂钩以收集有关程序行为的信息，以便如果要选择方法进行重编译，就可以更好地优化动态行为。

关于此方法的一个很好的例子是收集一个特定 array操作的长度。如果发现每次执行操作时该长度基本不变，则可以为最频繁使用的

array长度生成专门的代码，或者可以调用调整为该长度的代码序列。由于内存系统和指令集设计的特性，用于复制内存的最佳通用例程的执行速度通
常比用于复制特定长度的代码慢。例如，复制 8
个字节的对齐的数据可能需要一到两条指令直接复制，相比之下，使用可以处理任意字节数和任意对齐方式的一般复制循环可能需要 10 条指令来复制同样的 8

个字节。但是，即使此类专门的代码是为某个特定的长度生成的，生成的代码也必须正确地执行其他长度的复制。生成代码只是为了使常见长度的操作执行得更快，
因此平均下来，性能得到了改进。此类优化对大多数静态编译语言通常不实用，因为所有可能的执行中长度恒定的操作比一个特定程序执行中长度恒定的操作要少得
多。

此类优化的另一个重要的例子是基于类层次结构的优化。例如，一个虚方法调用需要查看接收方对象的类调用，以便找出哪个实际目标实现了接收方对象的虚方法。
研究表明：大多数虚调用只有一个目标对应于所有的接收方对象，而 JIT
编译器可以为直接调用生成比虚调用更有效率的代码。通过分析代码编译后类层次结构的状态，JIT
编译器可以为虚调用找到一个目标方法，并且生成直接调用目标方法的代码而不是执行较慢的虚调用。当然，如果类层次结构发生变化，并且出现另外的目标方法，
则 JIT
编译器可以更正最初生成的代码以便执行虚调用。在实践中，很少需要作出这些更正。另外，由于可能需要作出此类更正，因此静态地执行这种优化非常麻烦。

因为动态编译器通常只是集中编译少量的热方法，所以可以执行更主动的分析来生成更好的代码，使编译的回报更高。事实上，大部分现代的
JIT
编译器也支持重编译被认为是热方法的方法。可以使用静态编译器（不太强调编译时间）中常见的非常主动的优化来分析和转换这些频繁执行的方法，以便生成更好
的代码并获得更高的性能。

这些改进及其他一些类似的改进所产生的综合效果是：对于大量的 Java 应用程序来说，动态编译已经弥补了与 C 和 C++ 之类语言的静态本地编译性能之间的差距，在某些情况下，甚至超过了后者的性能。

缺点

但是，动态编译确实具有一些缺点，这些缺点使它在某些情况下算不上一个理想的解决方案。例如，因为识别频繁执行的方法以及编译这些方法需要时间，所以应用
程序通常要经历一个准备过程，在这个过程中性能无法达到其最高值。在这个准备过程中出现性能问题有几个原因。首先，大量的初始编译可能直接影响应用程序的
启动时间。不仅这些编译延迟了应用程序达到稳定状态的时间（想象 Web
服务器经
历一个初始阶段后才能够执行实际有用的工作），而且在准备阶段中频繁执行的方法可能对应用程序的稳定状态的性能所起的作用也不大。如果 JIT
编译会延迟启动又不能显着改善应用程序的长期性能，则执行这种编译就非常浪费。虽然所有的现代 JVM
都执行调优来减轻启动延迟，但是并非在所有情况下都能够完全解决这个问题。

其次，有些应用程序完全不能忍受动态编译带来的延迟。如 GUI 接口之类交互式应用程序就是这样的例子。在这种情况下，编译活动可能对用户使用造成不利影响，同时又不能显着地改善应用程序的性能。

最后，用于实时环境并具有严格的任务时限的应用程序可能无法忍受编译的不确定性性能影响或动态编译器本身的内存开销。

因此，虽然 JIT 编译技术已经能够提供与静态语言性能相当（甚至更好）的性能水平，但是动态编译并不适合于某些应用程序。在这些情况下，Java 代码的提前（Ahead-of-time，AOT）编译可能是合适的解决方案。

AOT Java 编译

大致说来，Java 语言本地编译应该是为传统语言（如 C++ 或
Fortran）而开发的编译技术的一个简单应用。不幸的是，Java 语言本身的动态特性带来了额外的复杂性，影响了 Java
程序静态编译代码的质量。但是基本思想仍然是相同的：在程序执行前生成 Java 方法的本地代码，以便在程序运行时直接使用本地代码。目的在于避免
JIT 编译器的运行时性能消耗或内存消耗，或者避免解释程序的早期性能开销。

挑战

动态类加载是动态 JIT 编译器面临的一个挑战，也是 AOT
编译的一个更重要的问题。只有在执行代码引用类的时候才加载该类。因为是在程序执行前进行 AOT
编译的，所以编译器无法预测加载了哪些类。就是说编译器无法获知任何静态字段的地址、任何对象的任何实例字段的偏移量或任何调用的实际目标，甚至对直接调
用（非虚调用）也是如此。在执行代码时，如果证明对任何这类信息的预测是错误的，这意味着代码是错误的并且还牺牲了 Java 的一致性。

因为代码可以在任何环境中执行，所以类文件可能与代码编译时不同。例如，一个 JVM
实例可能从磁盘的某个特定位置加载类，而后面一个实例可能从不同的位置甚至网络加载该类。设想一个正在进行 bug
修复的开发环境：类文件的内容可能随不同的应用程序的执行而变化。此外，Java 代码可能在程序执行前根本不存在：比如 Java
反射服务通常在运行时生成新类来支持程序的行为。

缺少关于静态、字段、类和方法的信息意味着严重限制了 Java 编译器中优化框架的大部分功能。内联可能是静态或动态编译器应用的最重要的优化，但是由于编译器无法获知调用的目标方法，因此无法再使用这种优化。

内联

内联是一种用于在运行时生成代码避免程序开始和结束时开销的技术，方法是将函数的调用代码插入到调用方的函数中。但是内联最大的益处可能是优化方可见的代码的范围扩大了，从而能够生成更高质量的代码。下面是一个内联前的代码示例：

int foo() { int x=2, y=3; return bar(x,y); }final int bar(int a, int b) { return a+b; }

如果编译器可以证明这个 bar就是 foo()中调用的那个方法，则 bar中的代码可以取代 foo()中对
bar()的调用。这时，bar()方法是 final类型，因此肯定是 foo()中调用的那个方法。甚至在一些虚调用例子中，动态 JIT
编译器通常能够推测性地内联目标方法的代码，并且在绝大多数情况下能够正确使用。编译器将生成以下代码：

int foo() { int x=2, y=3; return x+y; }

在这个例子中，简化前名为值传播的优化可以生成直接返回
5的代码。如果不使用内联，则不能执行这种优化，产生的性能就会低很多。如果没有解析
bar()方法（例如静态编译），则不能执行这种优化，而代码必须执行虚调用。运行时，实际调用的可能是另外一个执行两个数字相乘而不是相加的
bar方法。所以不能在 Java 程序的静态编译期间直接使用内联。

AOT
代码因此必须在没有解析每个静态、字段、类和方法引用的情况下生成。执行时，每个这些引用必须利用当前运行时环境的正确值进行更新。这个过程可能直接影响
第一次执行的性能，因为在第一次执行时将解析所有引用。当然，后续执行将从修补代码中获益，从而可以更直接地引用实例、静态字段或方法目标。

另外，为 Java 方法生成的本地代码通常需要使用仅在单个 JVM 实例中使用的值。例如，代码必须调用 JVM
运行时中的某些运行时例程来执行特定操作，如查找未解析的方法或分配内存。这些运行时例程的地址可能在每次将 JVM 加载到内存时变化。因此 AOT
编译代码需要绑定到 JVM 的当前执行环境中，然后才能执行。其他的例子有字符串的地址和常量池入口的内部位置。

在 WebSphere Real Time 中，AOT 本地代码编译通过 jxeinajar工具（参见图 2）来执行。该工具对 JAR 文件中所有类的所有方法应用本地代码编译，也可以选择性地对需要的方法应用本地代码编译。结果被存储到名为 Java eXEcutable (JXE) 的内部格式中，但是也可轻松地存储到任意的持久性容器中。

您可能认为对所有的代码进行静态编译是最好的方法，因为可以在运行时执行最大数量的本地代码。但是此处可以作出一些权衡。编译的方法越多，代码占用的内存
就越多。编译后的本地代码大概比字节码大 10 倍：本地代码本身的密度比字节码小，而且必须包含代码的附加元数据，以便将代码绑定到 JVM
中，并且在出现异常或请求堆栈跟踪时正确执行代码。构成普通 Java 应用程序的 JAR
文件通常包含许多很少执行的方法。编译这些方法会消耗内存却没有什么预期收益。相关的内存消耗包括以下过程：将代码存储到磁盘上、从磁盘取出代码并装入
JVM，以及将代码绑定到 JVM。除非多次执行代码，否则这些代价不能由本地代码相对解释的性能优势来弥补。

图 2. jxeinajar

跟大小问题相违背的一个事实是：在编译过的方法和解释过的方法之间进行的调用（即编译过的方法调用解释过的方法，或者相反）可能比这两类方法各自内部之间
进行的调用所需的开销大。动态编译器通过最终编译所有由 JIT
编译代码频繁调用的那些解释过的方法来减少这项开销，但是如果不使用动态编译器，则这项开销就不可避免。因此如果是选择性地编译方法，则必须谨慎操作以使
从已编译方法到未编译方法的转换最小化。为了在所有可能的执行中都避免这个问题而选择正确的方法会非常困难。
优点
虽然 AOT 编译代码具有上述的缺点和挑战，但是提前编译 Java 程序可以提高性能，尤其是在不能将动态编译器作为有效解决方案的环境中。

可以通过谨慎地使用 AOT 编译代码加快应用程序启动，因为虽然这种代码通常比 JIT
编译代码慢，但是却比解释代码快很多倍。此外，因为加载和绑定 AOT
编译代码的时间通常比检测和动态编译一个重要方法的时间少，所以能够在程序执行的早期达到那样的性能。类似地，交互式应用程序可以很快地从本地代码中获
益，无需使用引起较差响应能力的动态编译。

RT 应用程序也能从 AOT 编译代码中获得重要的收益：更具确定性的性能超过了解释的性能。WebSphere Real Time
使用的动态 JIT 编译器针对在 RT 系统中的使用进行了专门的调整。使编译线程以低于 RT
任务的优先级操作，并且作出了调整以避免生成带有严重的不确定性性能影响的代码。但是，在一些 RT 环境中，出现 JIT
编译器是不可接受的。此类环境通常需要最严格的时限管理控制。在这些例子中，AOT
编译代码可以提供比解释过的代码更好的原始性能，又不会影响现有的确定性。消除 JIT
编译线程甚至消除了启动更高优先级 RT 任务时发生的线程抢占所带来的性能影响。

优缺点统计

动态（JIT）编译器支持平台中立性，并通过利用应用程序执行的动态行为和关于加载的类及其层次结构的信息来生成高质量的代码。但是
JIT
编译器具有一个有限的编译时预算，而且会影响程序的运行时性能。另一方面，静态（AOT）编译器则牺牲了平台无关性和代码质量，因为它们不能利用程序的动
态行为，也不具有关于加载的类或类层次结构的信息。AOT 编译拥有有效无限制的编译时预算，因为 AOT
编译时间不会影响运行时性能，但是在实践中开发人员不会长期等待静态编译步骤的完成。

表 1 总结了本文讨论的 Java 语言动态和静态编译器的一些特性：

表 1. 比较编译技术

两种技术都需要谨慎选择编译的方法以实现最高的性能。对动态编译器而言，编译器自身作出决策，而对于静态编译器，由开发人员作出选择。让
JIT 编译器选择编译的方法是不是优点很难说，取决于编译器在给定情形中推断能力的好坏。在大多数情况下，我们认为这是一种优点。

因为它们可以最好地优化运行中的程序，所以 JIT 编译器在提供稳定状态性能方面更胜一筹，而这一点在大量的生产 Java
系统中最为重要。静态编译可以产生最佳的交互式性能，因为没有运行时编译行为来影响用户预期的响应时间。通过调整动态编译器可以在某种程度上解决启动和确
定性性能问题，但是静态编译在需要时可提供最快的启动速度和最高级别的确定性。表 2 在四种不同的执行环境中对这两种编译技术进行了比较：

表 2. 使用这些技术的最佳环境

图 3 展示了启动性能和稳定状态性能的总体趋势：

图 3. AOT 和 JIT 的性能对比

使用 JIT 编译器的初始阶段性能很低，因为要首先解释方法。随着编译方法的增多及 JIT
执行编译所需时间的缩短，性能曲线逐渐升高最后达到性能峰值。另一方面，AOT 编译代码启动时的性能比解释的性能高很多，但是无法达到 JIT
编译器所能达到的最高性能。将静态代码绑定到 JVM 实例中会产生一些开销，因此开始时的性能比稳定状态的性能值低，但是能够比使用 JIT
编译器更快地达到稳定状态的性能水平。

没有一种本地代码编译技术能够适合所有的 Java
执行环境。某种技术所擅长的通常正是其他技术的弱项。出于这个原因，需要同时使用这两种编译技术以满足 Java
应用程序开发人员的要求。事实上，可以结合使用静态和动态编译以便提供最大可能的性能提升 —— 但是必须具备平台无关性，它是 Java
语言的主要卖点，因此不成问题。

结束语

本文探讨了 Java 语言本地代码编译的问题，主要介绍了 JIT 编译器形式的动态编译和静态 AOT 编译，比较了二者的优缺点。

虽然动态编译器在过去的十年里实现了极大的成熟，使大量的各种 Java 应用程序可以赶上或超过静态编译语言（如 C++ 或
Fortran）所能够达到的性能。但是动态编译在某些类型的应用程序和执行环境中仍然不太合适。虽然 AOT
编译号称动态编译缺点的万能解决方案，但是由于 Java 语言本身的动态特性，它也面临着提供本地编译全部潜能的挑战。

这两种技术都不能解决 Java 执行环境中本地代码编译的所有需求，但是反过来又可以在最有效的地方作为工具使用。这两种技术可以相互补充。能够恰当地使用这两种编译模型的运行时系统可以使很大范围内的应用程序开发环境中的开发人员和用户受益。

② java并发常识

1.java并发编程是什么
1， 保证线程安全的三种方法： a， 不要跨线程访问共享变量b， 使共享变量是final类型的c， 将共享变量的操作加上同步 2， 一开始就将类设厅搏计成线程安全的， 比在后期重新修复它，更容易。

3， 编写多线程程序， 首先保证它是正确的， 其次再考虑性能。 4， 无状态或只读对象永远是线程安全的。

5， 不要将一个共享变量 *** 在多线程环境下（无同步高伏羡或不可变性保护） 6， 多线程环境下的延迟加载需要同步的保护， 因为延迟加载会造成对象重复实例化 7， 对于volatile声明的数值类型变量进行运算， 往往是不安全的（volatile只能保证可见性，不能保证原子性）。 详见volatile原理与技巧中， 脏数据问题讨论。

8， 当一个线程请求获得它自己占有的锁时（同一把锁的嵌套使用）， 我们称该锁为可重入锁。在jdk1。

5并发包中， 提供了可重入锁的java实现-ReentrantLock。 9， 每个共享变量，都应该由一个唯一确定的锁保护。

创建与变量相同数目的ReentrantLock， 使他们负责每个变量的线程安全。 10，虽然缩小同步块的范围， 可以提升系统性能。

但在保证原子性的情况下， 不可将原子操作分解成多个synchronized块。 11， 在没有同步的情况下， 编译器与处理器运行时的指令执行顺序可能完全出乎意料。

原因是， 编译器或处理器为了优化自身执行效率， 而对指令进行了的重排序（reordering）。 12， 当一个线程在没有同步的情况下读取变量， 它可能会得到一个过期值， 但是至少它可以看到那个线程在当时设定的一个真实数值。

而不是凭空而来的值。 这种安全保证， 称之为最低限的安全性（out-of-thin-air safety） 在开发并发应用程序时， 有时为了大幅度提高系统的吞吐量与性能， 会采用这种无保障的做法。

但是针对， 数值的运算， 仍旧是被否决的。 13, volatile变量，只能保证可见性， 无法保证原子性。

14， 某些耗时较长的网络操作或IO， 确保执行时， 不要占有锁。 15， 发布（publish）对象， 指的是使它能够被当前范围之外的代码所使用。

（引用传递）对象逸出（escape）， 指的是一个对象在尚未准备好时将它发布。 原则： 为防止逸出， 对象必须要被完全构造完后， 才可以被发布（最好的解决方式是采用同步） this关键字引用对象逸出 例子： 在构造函数中， 开启线程， 并将自身对象this传入线程， 造成引用传递。

而此时， 构造函数尚未执行完， 就会发生对象逸出了。 16， 必要时， 使用ThreadLocal变戚拍量确保线程封闭性（封闭线程往往是比较安全的， 但一定程度上会造成性能损耗）封闭对象的例子在实际使用过程中， 比较常见， 例如 hibernate openSessionInView机制， jdbc的connection机制。

17， 单一不可变对象往往是线程安全的（复杂不可变对象需要保证其内部成员变量也是不可变的）良好的多线程编程习惯是： 将所有的域都声明为final， 除非它们是可变的。
2.Java线程并发协作是什么
线程发生死锁可能性很小，即使看似可能发生死锁的代码，在运行时发生死锁的可能性也是小之又小。

发生死锁的原因一般是两个对象的锁相互等待造成的。 在《Java线程：线程的同步与锁》一文中，简述死锁的概念与简单例子，但是所给的例子是不完整的，这里给出一个完整的例子。

/** * Java线程：并发协作-死锁 * * @author Administrator 2009-11-4 22:06:13 */ public class Test { public static void main(String[] args) { DeadlockRisk dead = new DeadlockRisk(); MyThread t1 = new MyThread(dead, 1, 2); MyThread t2 = new MyThread(dead, 3, 4); MyThread t3 = new MyThread(dead, 5, 6); MyThread t4 = new MyThread(dead, 7, 8); t1。 start(); t2。

start(); t3。start(); t4。

start(); } } class MyThread extends Thread { private DeadlockRisk dead; private int a, b; MyThread(DeadlockRisk dead, int a, int b) { this。 dead = dead; this。

a = a; this。b = b; } @Override public void run() { dead。

read(); dead。write(a, b); } } class DeadlockRisk { private static class Resource { public int value; }。
3.如何学习Java高并发
1.学习 *** 并发框架的使用，如ConcurrentHashMAP,CopyOnWriteArrayList/Set等2.几种并发锁的使用以及线程同步与互斥，如ReentainLock,synchronized,Lock,CountDownLatch,Semaphore等3.线程池如Executors,ThreadPoolExecutor等4.Runable,Callable,RescureTask,Future,FutureTask等5.Fork-Join框架以上基本包含完了，如有缺漏请原谅。
4.并发编程的Java抽象有哪些呢
一、机器和OS级别抽象 （1）冯诺伊曼模型 经典的顺序化计算模型，貌似可以保证顺序化一致性，但是没有哪个现代的多处理架构会提供顺序一致性，冯氏模型只是现代多处理器行为的模糊近似。

这个计算模型，指令或者命令列表改变内存变量直接契合命令编程泛型，它以显式的算法为中心，这和声明式编程泛型有区别。 就并发编程来说，会显着的引入时间概念和状态依赖 所以所谓的函数式编程可以解决其中的部分问题。

（2）进程和线程 进程抽象运行的程序，是操作系统资源分配的基本单位，是资源cpu，内存，IO的综合抽象。 线程是进程控制流的多重分支，它存在于进程里，是操作系统调度的基本单位，线程之间同步或者异步执行，共享进程的内存地址空间。

（3）并发与并行 并发，英文单词是concurrent，是指逻辑上同时发生，有人做过比喻，要完成吃完三个馒头的任务，一个人可以这个馒头咬一口，那个馒头咬一口，这样交替进行，最后吃完三个馒头，这就是并发，因为在三个馒头上同时发生了吃的行为，如果只是吃完一个接着吃另一个，这就不是并发了，是排队，三个馒头如果分给三个人吃，这样的任务完成形式叫并行，英文单词是parallel。 回到计算机概念，并发应该是单CPU时代或者单核时代的说法，这个时候CPU要同时完成多任务，只能用时间片轮转，在逻辑上同时发生，但在物理上是串行的。

现在大多数计算机都是多核或者多CPU，那么现在的多任务执行方式就是物理上并行的。 为了从物理上支持并发编程，CPU提供了相应的特殊指令，比如原子化的读改写，比较并交换。

（4）平台内存模型 在可共享内存的多处理器体系结构中，每个处理器都有它自己的缓存，并且周期性的与主存同步，为什么呢？因为处理器通过降低一致性来换取性能，这和CAP原理通过降低一致性来获取伸缩性有点类似，所以大量的数据在CPU的寄存器中被计算，另外CPU和编译器为了性能还会乱序执行，但是CPU会提供存储关卡指令来保证存储的同步，各种平台的内存模型或者同步指令可能不同，所以这里必须介入对内存模型的抽象，JMM就是其中之一。 二、编程模型抽象 （1）基于线程模型 （2）基于Actor模型 （3）基于STM软件事务内存 …… Java体系是一个基于线程模型的本质编程平台，所以我们主要讨论线程模型。

三、并发单元抽象 大多数并发应用程序都是围绕执行任务进行管理的，任务是抽象，离散的工作单元，所以编写并发程序，首要工作就是提取和分解并行任务。 一旦任务被抽象出来，他们就可以交给并发编程平台去执行，同时在任务抽象还有另一个重要抽象，那就是生命周期，一个任务的开始，结束，返回结果，都是生命周期中重要的阶段。

那么编程平台必须提供有效安全的管理任务生命周期的API。 四、线程模型 线程模型是Java的本质模型，它无所不在，所以Java开发必须搞清楚底层线程调度细节，不搞清楚当然就会有struts1,struts2的原理搞不清楚的基本灾难（比如在struts2的action中塞入状态，把struts2的action配成单例）。

用线程来抽象并发编程，是比较低级别的抽象，所以难度就大一些，难度级别会根据我们的任务特点有以下几个类别 （1）任务非常独立，不共享，这是最理想的情况，编程压力为0。 (2)共享数据，压力开始增大，必须引入锁，Volatile变量，问题有活跃度和性能危险。

（3）状态依赖，压力再度增大，这时候我们基本上都是求助jdk 提供的同步工具。 五、任务执行 任务是一个抽象体，如果被抽象了出来，下一步就是交给编程平台去执行，在Java中，描述任务的一个基本接口是Runnable，可是这个抽象太有限了，它不能返回值和抛受检查异常，所以Jdk5。

0有另外一个高级抽象Callable。 任务的执行在Jdk中也是一个底级别的Thread，线程有好处，但是大量线程就有大大的坏处，所以如果任务量很多我们并不能就创建大量的线程去服务这些任务，那么Jdk5。

0在任务执行上做了抽象，将任务和任务执行隔离在接口背后，这样我们就可以引入比如线程池的技术来优化执行，优化线程的创建。 任务是有生命周期的，所以Jdk5。

0提供了Future这个对象来描述对象的生命周期，通过这个future可以取到任务的结果甚至取消任务。 六、锁 当然任务之间共享了数据，那么要保证数据的安全，必须提供一个锁机制来协调状态，锁让数据访问原子，但是引入了串行化，降低了并发度，锁是降低程序伸缩性的原罪，锁是引入上下文切换的主要原罪，锁是引入死锁，活锁，优先级倒置的绝对原罪，但是又不能没有锁，在Java中，锁是一个对象，锁提供原子和内存可见性，Volatile变量提供内存可见性不提供原子，原子变量提供可见性和原子，通过原子变量可以构建无锁算法和无锁数据结构，但是这需要高高手才可以办到。
5.Java高并发入门要怎么学习
1、如果不使用框架，纯原生Java编写，是需要了解Java并发编程的，主要就是学习Doug Lea开发的那个java.util.concurrent包下面的API;2、如果使用框架，那么我的理解，在代码层面确实不会需要太多的去关注并发问题，反而是由于高并发会给系统造成很大压力，要在缓存、数据库操作上要多加考虑。

3、但是即使是使用框架，在工作中还是会用到多线程，就拿常见的CRUD接口来说，比如一个非常耗时的save接口，有多耗时呢？我们假设整个save执行完要10分钟，所以，在save的时候，就需要采用异步的方式，也就是单独用一个线程去save，然后直接给前端返回200。
6.Java如何进行并发多连接socket编程呢
Java多个客户端同时连接服务端，在现实生活中用得比较多。

同时执行多项任务，第一想到的当然是多线程了。下面用多线程来实现并发多连接。

import java。。

*; import java。io。

*; public class ThreadServer extends Thread { private Socket client; public ThreadServer(Socket c) { this。 client=c; } public void run() { try { BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(client。

getInputStream())); PrintWriter out=new PrintWriter(client。 getOutputStream()); Mutil User but can't parallel while (true) { String str=in。

readLine(); System。out。

println(str); out。 println("has receive。

"); out。

flush(); if (str。equals("end")) break; } client。

close(); } catch (IOException ex) { } finally { } } public static void main(String[] args)throws IOException { ServerSocket server=new ServerSocket(8000); while (true) { transfer location change Single User or Multi User ThreadServer mu=new ThreadServer(server。 accept()); mu。

start(); } } }J。
7.如何掌握java多线程,高并发,大数据方面的技能
线程：同一类线程共享代码和数据空间，每个线程有独立的运行栈和程序计数器（PC），线程切换开销小。

（线程是cpu调度的最小单位）线程和进程一样分为五个阶段：创建、就绪、运行、阻塞、终止。多进程是指操作系统能同时运行多个任务（程序）。

多线程是指在同一程序中有多个顺序流在执行。在java中要想实现多线程，有两种手段，一种是继续Thread类，另外一种是实现Runable接口.（其实准确来讲，应该有三种，还有一种是实现Callable接口，并与Future、线程池结合使用。
8.java工程师需要掌握哪些知识
1.Core Java，就是Java基础、JDK的类库，很多童鞋都会说，JDK我懂，但是懂还不足够，知其然还要知其所以然，JDK的源代码写的非常好，要经常查看，对使用频繁的类，比如String， *** 类（List,Map,Set）等数据结构要知道它们的实现，不同的 *** 类有什么区别，然后才能知道在一个具体的场合下使用哪个 *** 类更适合、更高效，这些内容直接看源代码就OK了2.多线程并发编程，现在并发几乎是写服务端程序必须的技术，那对Java中的多线程就要有足够的熟悉，包括对象锁机制、synchronized关键字，concurrent包都要非常熟悉，这部分推荐你看看《Java并发编程实践》这本书，讲解的很详细3.I/O,Socket编程，首先要熟悉Java中Socket编程，以及I/O包，再深入下去就是Java NIO，再深入下去是操作系统底层的Socket实现，了解Windows和Linux中是怎么实现socket的4.JVM的一些知识，不需要熟悉，但是需要了解，这是Java的本质，可以说是Java的母体， 了解之后眼界会更宽阔，比如Java内存模型（会对理解Java锁、多线程有帮助）、字节码、JVM的模型、各种垃圾收集器以及选择、JVM的执行参数（优化JVM）等等，这些知识在《深入Java虚拟机》这本书中都有详尽的解释，或者去oracle网站上查看具体版本的JVM规范.5.一些常用的设计模式，比如单例、模板方法、代理、适配器等等，以及在Core Java和一些Java框架里的具体场景的实现，这个可能需要慢慢积累，先了解有哪些使用场景，见得多了，自己就自然而然会去用。

6.常用数据库（Oracle、MySQL等）、SQL语句以及一般的优化7.JavaWeb开发的框架，比如Spring、iBatis等框架，同样他们的原理才是最重要的，至少要知道他们的大致原理。8.其他一些有名的用的比较多的开源框架和包，ty网络框架，Apache mon的N多包，Google的Guava等等，也可以经常去Github上找一些代码看看。

暂时想到的就这么多吧，1-4条是Java基础，全部的这些知识没有一定的时间积累是很难搞懂的，但是了解了之后会对Java有个彻底的了解，5和6是需要学习的额外技术，7-8是都是基于1-4条的，正所谓万变不离其宗，前4条就是Java的灵魂所在，希望能对你有所帮助9.（补充）学会使用Git。如果你还在用SVN的话，赶紧投入Git的怀抱吧。
9.java 多线程的并发到底是什么意思
一、多线程1、操作系统有两个容易混淆的概念，进程和线程。

进程：一个计算机程序的运行实例，包含了需要执行的指令；有自己的独立地址空间，包含程序内容和数据；不同进程的地址空间是互相隔离的；进程拥有各种资源和状态信息，包括打开的文件、子进程和信号处理。线程：表示程序的执行流程，是CPU调度执行的基本单位；线程有自己的程序计数器、寄存器、堆栈和帧。

同一进程中的线程共用相同的地址空间，同时共享进进程锁拥有的内存和其他资源。2、Java标准库提供了进程和线程相关的API，进程主要包括表示进程的java.lang.Process类和创建进程的java.lang.ProcessBuilder类；表示线程的是java.lang.Thread类，在虚拟机启动之后，通常只有Java类的main方法这个普通线程运行，运行时可以创建和启动新的线程；还有一类守护线程（damon thread），守护线程在后台运行，提供程序运行时所需的服务。

当虚拟机中运行的所有线程都是守护线程时，虚拟机终止运行。3、线程间的可见性：一个线程对进程 *** 享的数据的修改，是否对另一个线程可见可见性问题：a、CPU采用时间片轮转等不同算法来对线程进行调度[java] view plainpublic class IdGenerator{ private int value = 0; public int getNext(){ return value++； } } 对于IdGenerator的getNext（)方法，在多线程下不能保证返回值是不重复的：各个线程之间相互竞争CPU时间来获取运行机会，CPU切换可能发生在执行间隙。

以上代码getNext（)的指令序列：CPU切换可能发生在7条指令之间，多个getNext的指令交织在一起。

③ php的几个版本的区别

PHP5.2 以前：autoload, PDO 和 MySQLi, 类型约束
PHP5.2：JSON 支持
PHP5.3：弃用的功能，匿名函数，新增魔术方法，命名空间，后期静态绑定，Heredoc 和 Nowdoc, const, 三元运算符，Phar
PHP5.4：Short Open Tag, 数组简写形式，Traits, 内置 Web 服务器，细节修改
PHP5.5：yield, list() 用于 foreach, 细节修改
PHP5.6: 常量增强，可变函数参数，命名空间增强

④ [c++]如何编写线程安全的DLL(转帖)

DLL有个共同的特点就是都有一个初始化函数，一个资源释放函数，其他几个函数都是核心功能函数。而且这些DLL有时会被多个进程同时调用，这就牵扯到多进程的多线程调用DLL的问题。有点绕口，以下我根据我实践中遇到的问题，分四种情况分享一下我解决此类问题的经验：
1、动态库只有一个导出函数。
这种情况非常少，也是最容易处理的情况。这种情况下编写函数时，只需要考虑不要有冲突的全局数据就可以了。这里的全局数据包括了在堆中分配的数据块和静态全局变量等。如果存在这样的全局数据，那么进程中的不同线程访问这个函数就会造成冲突。
解决办法也很简单，就是尽量用堆栈（stack）来解决问题。由于堆栈的所有人是线程，所以它必然是线程安全的。当然也要注意避免堆栈溢出。
我们都知道，如果要在函数再次调用时保留前一次调用的状态，可以使用静态变量。但如果你要保持函数的线程安全，那么静态变量是不能用的，因为静态变量是全局的，是属于进程的，也就是属于进程内线程共享的。所以如果确实需要在同一线程中保持函数的状态，相当于在不同次调用间传递参数，可以考虑使用静态全局线程局部变量，即：
__declspec( thread ) int tls_i = 1;
该变量定义就使编译器保证了tls_i是对应于每个线程的，即每个线程都一个tls_i的副本（），这样必然就是线程安全的。
2、动态库导出了多个函数，而且多个函数间存在数据传递。
就像前面说的，一般DLL都导出多个函数，一个初始化，一个资源释放，其他为核心功能函数。这些函数间极有可能发生数据传递。如果一个初始化函数是在线程A中调用的，而核心功能函数是在线程B中调用的，那么线程A初始化函数的资源就无法对应线程B中的核心功能，此外还有核心功能函数间的数据传递，这样的DLL就不是线程安全的，必然导致错误。
解决办法是由用户（即使用DLL的人）保证这些导出函数是在一个线程中调用。但这样会很大程度上限制接口的设计和用户的使用自由度。所以最好的方法是函数只管自己的线程安全，不同函数传递数据用动态TLS，线程局部存储。
比如：我在全局定义了一个变量，用于存储当前线程局部存储的index ID。
__declspec( thread ) int tls_i = 1;
当调用分配资源的函数时，调用动态TLS函数TlsAlloc，分配一个ID，将其记录在全局的线程安全的tls_i变量，并通过TlsSetValue函数将数据保存在线程安全的区域；当调用获取资源的函数时，通过TlsGetValue获取资源，处理完成后，调用Tlsfree对TLS index释放，以便新线程占有。
这样，只要DLL中每个函数保证其局部是线程安全的，函数间传递数据通过TLS（静态和动态），就可以实现整个DLL的线程安全。
3、限制访问DLL中某一函数的线程数目。
有时候，对于DLL中的某一个函数的访问线程数目是有限制的，超过了限制其他线程就得等一定的时间，一定的时间过后如果还不能得到执行机会，那就返回超时。这样的设计对用户来说是友好的，而且很实用，有的商业程序确实是按照允许用户访问的通道数目来计价的。
对DLL中的函数做这样的一个封装，一般是简单的待用Semaphore信号量，来解决。DLL初始化时调用CreateSemaphore函数对信号量进行初始化，其原型如下：
HANDLE CreateSemaphore(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes,
// pointer to security attributes
LONG lInitialCount, // initial count
LONG lMaximumCount, // maximum count
LPCTSTR lpName // pointer to semaphore-object name);对于信号量，它每WaitForSingleObject一次（当然是要进入），其状态值（一个整数）就减1，使用完ReleaseSemaphore其状态值就加1，当其状态值为0时信号量就由有信号变为无信号。利用信号量的这一特性，我们在初始化时将信号量的初始值（第2个参数）设置为限制的线程访问数目。在要限制访问线程数目的函数内部，通过调用WaitForSingleOject获取控制权，并指定一个等待时间（这个由配置文件指定），根据情况超时返回，使用完ReleaseSemaphore释放对占用，让其他线程可以调用这个函数。
4、多进程情况下的多线程安全DLL。
现实情况是，多进程情况下，一般不是简单的多进程共享一个Semaphore就可以了。多进程间需要互通很多信息。一般的解决办法是，采用共享数据段。
#pragma data_seg("share")
int share_data;
#pragma data_seg()
通过pragam编译器指令生成了一个名叫share的共享数据段，这样对于变量share_data就可以多进程共享的了。