使用多线程可能会遇到的问题 图解线程 在实际开发过程中，错误的使用多线程非但不能提高效率还可能会导致程序崩溃，以在路上开车为例： 在一个单向行驶的道路上，每辆车都遵守交通规则，这时候整体通行是正常的，[单向通道]意味着[一个线程]，[多辆车]意味着[多个job] 
如果需要提升车辆的同行效率，一般的做法就是拓展车道，对应程序而言就是[加线程池]，增加线程数，这样在同一时间内，通行的车辆数远远大于单车道 
然而并不会这么完美，车到一旦多起来，[加塞]的场景就会出现，出现碰撞的概览也会变大，从而影响整条马路的通行效率，这么一对比，[多车道]确实可能比[单车道]要慢 
防止车辆加塞，可以增加护栏，而再程序中如何使用 程序中来解决一共可以分为三类:[线程安全问题]，[线程活跃问题]，[性能问题] 线程安全问题 有时候我们会发现，明明单线程环境中运行的代码，在多线程环境中可能会出现意料之外的结果，其实这就是大家说的[线程不安全问题] 原子性 举一个银行转账的栗子，比如从A转到B账户下1000，那么必然要包含2个操作，从账户A减去1000，往B账户加上1000，两个操作都成功才意味着一次转账的成功 
试想一下，如果这两个操作不具备原子性，从A的账户扣减了1000之后，操作突然中止了，账户B没有增加1000，那问题就大了 
转账这个例子有两个步骤，出现意外后导致转账失败，说明没有原子性 原子性：即一个操作或多个操作，要么全部执行并且执行过程中不会被任何的因素打断，要么就都不执行 原子操作：即不会被线程调度机制打断的操作，没有上下文切换 在并发编程中很多的操作都不是原子操作，如： 上面这四个操作中哪些是原子性操作，哪些不是？其实只有1是原子操作 操作1：对基本数据类型变量的赋值操作是原子操作 操作2：包含3个操作，读取i的值，将i加1，将值赋给i 操作3：包含2个操作，读取j的值，将j的值赋给i 操作4：包含3个操作，读取i的值，将i加1，将值赋给i 在单线程环境中这4个操作都不会出现问题，但是在多线程环境中，如果不通过加锁操作，往往很可能会出现意料之外的值 在java中可以通过synchronized或者lock来保证原子性 可见性 先上一段代码： 线程1执行update方法将i赋值为100，一般情况下线程1会在自己的工作内存中完成赋值操作，却没有及时将新值刷新到主内存中 这个时候线程2执行get方法，首先会从主内存中读取i的值，然后加载到自己的工作内存中，这个时候i的值还是50，最后返回的值就是50了，原本期望是返回100，这就是可见性问题，线程1对变量i进行了修改，但是线程2没有立即看到i的新值 可见性：指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即得到这个修改的值 
如上图所示，每个线程都有自己的工作内存，工作内存和主存间要通过store和load进行交互 为了解决多线程的可见性问题，java提供了volatile关键字，当一个共享变量被volatile修饰时，他会保证修改的值会立即更新到主存，当有其他线程需要读取时，他会去主存中读取新值，而普通共享变量不能保证其可见性，因为变量被修改后刷回到主存的时间是不确定的 当然java的锁机制，如synchronized和lock也是可以保证其可见性的，加锁可以保证在同一时刻只有一个线程在执行同步代码块，释放锁之前会将变量刷回主存，这样就保证了数据的可见性 关于线程不安全的表现还有[安全性] 上面讲到为了解决可见性问题，我们可以采取加锁的方式解决，但是如果加锁使用不当也容易引起其他问题，比如死锁 在说死锁问题之前，我们先引入一个概念：活跃性问题 活跃性是指某件正确的事情终究会发生，当某个操作无法继续进行下去的时候，就会发生活跃性问题 概念比较拗口，看不懂也没关系，可以记住活跃性问题一般有这样几类：死锁，活锁，饥饿锁 死锁 死锁是因为循环依赖而导致程序永远无法继续下去的问题，如图所示： 
活锁 死锁是两个线程都在等待对方释放锁导致阻塞，而活锁的意思是线程没有阻塞，还活着呢 当多个线程都在运行并且修改各自的状态，而其他线程彼此依赖这个状态，导致任何一个线程都无法继续执行，只能重复着自身的动作和修改自身的状态，这种场景就是发生了活锁 其实也可以这么理解：马路中间有条小桥，只能容纳一辆车经过，桥两头开来两辆车A和B，A比较礼貌，示意B先过，B也比较礼貌，示意A先过，结果两人一直谦让谁也过不去 饥饿 如果一个线程无其他异常，但是却迟迟不能继续运行，那基本是处于饥饿状态了 常见的场景： 高优先级的线程一直在运行，消耗cpu资源，所有的低优先级线程一直处于等待 一些线程被永久阻塞在一个等待进入同步快的状态，而其他线程总能在他之前持续的对同步块进行访问 有一个经典的饥饿问题：哲学家用餐问题：如图所示：有5个哲学家在用餐，每个人必须要同时拿两把叉子才可以开始用餐，如果1和3同时开始用餐，那么2，4，5就需要饿肚子等待了 
性能问题 前面讲了线程安全和死锁，活锁这些问题，会影响多线程的执行，如果这些都没有发生，多线程并发一定会快吗？其实不一定，因为多线程有线程创建和线程上下文切换的开销 创建线程是直接向操作系统申请资源，对操作系统来说创建一个线程的代价是十分昂贵的，需要给他分配内存，列入调度任务等 线程创建完了之后，还会遇到线程上下文切换 
CPU是很宝贵的资源，速度也非常快，为了保证均衡，通常会给不同的线程分配时间片，当CPU从一个线程切换到另外一个线程的时候，CPU需要保存当前线程的本地数据，程序指针等状态，并加载下一个要执行的线程的本地数据，程序指针等，这个切换称之为上下文切换 一般减少上下文切换的方法有：无锁并发编程，CAS算法，使用协程等方式 总结 多线程用好了可以成倍的增加效率，用不好可能比单线程还慢 用一张图总结： 
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