零零散散已经接触了很多有关多线程的概念了，这篇博客主要做一个总结，梳理一下这些概念，以及从宏观的角度来看多线程相关的问题是怎么产生的，又是怎么解决的。
多线程的意义
最常听到的一句话就是“多线程能提高效率”，但是多线程为什么提高了效率呢，或者说多线程一定会提高效率吗？
这里得分情况讨论：
在单核处理器下，多线程的意义主要是为了能同时处理多个任务，大部分情况下不能提高提高效率，因为上下文切换也是需要开销的，但有些时候也能起到提高效率的作用，譬如某个线程在进行IO操作了，那么这个时候切换线程很明显就提高了效率，只不过这个不作为主要目的。
而在多核处理器下，由于有多个核心负责运行指令，多线程很明显就一下将效率提上去了。
多线程产生的问题
多线程非常便利，所以很多时候不得不多线程，但这也会增加系统设计难度，因为会导致线程安全问题，即数据不一致。
数据不一致本质上是由于CPU一般都是将线程要读写的变量先拷贝到缓存，导致线程对变量的操作都是在缓存上的，无法直接操作主内存，这就造成了数据不一致。这也是为什么不变类就不会有多线程问题，因为这个类的实例都是不会改变的，一旦你修改了这个变量，那么一定是返回一个新的被修改的变量，譬如String类就没有多线程问题。
多线程中的锁
为了解决多线程带来的问题，出现了锁的概念。锁在处理器级别是有指令支持的，譬如X86架构的芯片，有lock prefix的指令就能做到原子操作，这样的指令不仅无法被打断，而且会锁住总线，或者锁住缓存。
在此基础上，操作系统层面依靠这些指令，就自己实现了一些锁供用户使用，比如互斥锁，自旋锁。于是我们在使用对应编程语言提供的库的时候，就能方便的用这些现成的锁。但你也可以依靠库中的一些别的方法，比如java.util.concurrent.atomic包，自己去实现锁，以保证多线程安全。这也就是常说的无锁编程，无锁编程不是说没有锁，只是说没有用到操作系统提供的锁。这比用锁编程的好处是没有死锁问题，同时效率也会得到一定提升（没有了操作系统去维护秩序，比如互斥锁的上下文切换问题）。不过这也引来了新的问题，比如ABA问题。通常无锁编程的实现难度会变得更大。
参考链接
- C++ 中，std::atomic 是真正的「原子」吗？
- 锁底层的实现原理