多线程的状态转换及多线程的内存模型实现

线程的状态

线程从开始运行到消亡，可能会经历五种状态，如下图：

-初始状态：创建了一个 Thread 对象，并且该对象已经获取到了要执行的任务 Runnbale 实例；
-可运行状态：
线程在以下几种情况会转成可运行状态
1丶该线程对象已经调用了 start() 方法；
2丶线程的时间片用完；
3丶线程调用 yieId 方法；
4丶当前线程 sleep 结束；
5丶join 终止；
6丶如果线程访问的是 synchronized 方法，则表示该线程获取到方法或变量或者代码块的锁，在并发场景下，比如两个线程访问被 synchronized 修饰的代码块，则只有一个线程可以访问到，另一个线程会重新回到可运行状态
-运行状态：可运行状态的线程获取到 cpu 时间片。注：线程进入可运行状态之后，如果一直都获取不到时间片，则该线程会一直处于可运行状态，线程是否可以获取到时间片是有 cpu 决定的。
-阻塞状态：运行状态下额线程执行 sleep 或 join 方法。
-死亡状态： run 方法结束，线程进入死亡状态之后， cpu 会对该线程进行回收，避免产生线程垃圾

多线程存在的原因？

为了更好的利用 CPU，因为在 JMM（内存模型）中存在高速缓存这一层，主存并不时时都在使用，很多时候是空闲的，使用多线程只是为了更好的实现 CPU 的使用价值。

JMM模型

JMM模型（高速缓存）：产生原因，计算机在运行程序时，每条指令都是在CPU中执行的，
在执行过程中势必会涉及到数据的读写。由于线程直接去主存里面获取变量的值太慢了，CPU 执行指令的速度远远大于CPU去主存上面获取变量的速度，所以在轻量级进程（线程）与主存（内核）之间引入了高速缓存这个概念，即是先把主存上面的变量缓存到高速缓存中，线程再从高速缓存中获取变量的值，由于引入了高速缓存的概念，而高速缓存是每个线程私有的，多个线程共享一个数据的时候会带来数据一致性的问题，即是如何保证在多个高速缓存中数据能够保持一致？为了解决数据一致性的问题引入了内存屏障，被 synchronized 和 volatile 修饰的变量都使用了内存屏障，对于这些变量的修改，内存屏障能够让其它线程高速缓存上从主存上读取的值失效，从而需要从新从主存上读取最新的值就能保证每次对被 synchronized 和 volatile 修饰的变量的修改都能在多线程之间保持一致。
-synchronized：
为了实现监视器的排他性监视能力（即是实现锁），java虚拟机为每一个对象和类都关联一个锁。代表任何时候只允许一个线程拥有的特权。线程访问实例变量或者类变量不需锁。 如果某个线程获取了锁，那么在它释放该锁之前其他线程是不可能获取同样锁的。当某个代码片段被 synchronized 修饰时，这个代码块称为安全区域，这个代码块对应的锁将会被激活，即无论任何时刻都最多只能有一个线程可以访问该安全区域。对于 synchronized 的使用场景：
如果用在方法上，锁的是当前实例对象
如果用在同步方法块，锁是Synchonized括号里配置的对象。
如果用在静态同步方法或静态变量上，锁是当前对象的Class对象。