volatile 是 Java 轻量级并发关键字，核心两大作用：保证共享变量的可见性，一个线程修改值后，其他线程能立即读到最新值；禁止指令重排序，防止 JVM 优化打乱代码执行顺序。它的底层依靠内存屏障实现，不会阻塞线程，开销极小。但要注意，volatile不能保证操作的原子性，无法处理 i++ 这类复合操作。适合用在状态标记量、单例双重检查锁定等场景，是并发编程中基础且常用的关键字。
synchronized 是 Java 内置的独占式可重入锁，保证线程安全。它可以修饰实例方法、静态方法、代码块，底层基于 JVM 的Monitor（管程） 实现。修饰代码块时用monitorenter和monitorexit字节码，修饰方法依靠标记位实现。JDK1.6 后做了大量优化，锁会逐级升级：无锁→偏向锁→轻量级锁→重量级锁。它能同时保证并发的三大特性：原子性、可见性、有序性，使用简单，异常自动释放锁，是入门级的线程同步方案。
CAS 即比较并交换，是一种无锁的原子操作，包含内存值、预期值、新值三个参数。原理是：先比较内存中的值是否等于预期值，相等就更新为新值，不相等则重试，全程不加锁。Java 中原子类（AtomicInteger）底层都基于 CAS 实现。它属于乐观锁，无线程阻塞、上下文切换开销，并发性能极高。通过自旋不断尝试更新，实现无锁编程，完美解决了多线程下的原子性问题，适合读多写少的高并发场景。
Lock 是 JDK 提供的并发锁接口，是手动控制的同步工具，核心实现是 ReentrantLock。它与 synchronized 的核心区别：Lock 是 API 层面的手动锁，需手动 lock/unlock；synchronized 是 JVM 层面的自动锁，自动释放。Lock 支持可中断、可超时、公平锁、多 Condition 队列，功能更灵活；synchronized 只有非公平锁，功能单一。性能上优化后两者接近，简单同步用 synchronized，复杂场景需要灵活特性时选择 Lock。
线程池是复用线程的容器，避免频繁创建销毁线程带来的开销。核心作用：控制并发线程数、复用线程、提升响应速度、管理线程生命周期。Java 通过ThreadPoolExecutor创建核心线程池，也可用 Executors 工具类快速生成。使用流程：定义任务（Runnable/Callable），提交给线程池，线程池自动分配线程执行。它自带任务队列、拒绝策略，能根据配置调节核心线程、最大线程数，是高并发编程中管理线程的标准方案。
happens-before 是 JMM 的核心规则，用来判断多线程操作的有序性和可见性，无需深入底层就能确定执行顺序。规则包含：volatile 写先于读、解锁先于加锁、线程 start 先于执行、join 先于结束、单线程内代码按序执行等。只要满足该原则，前一个操作的结果对后一个操作完全可见。它解决了指令重排和内存可见性问题，是编写线程安全代码的重要依据，也是理解 volatile、synchronized 的关键。
两者都是可重入独占锁，核心区别在功能和使用方式。synchronized 是 JVM 关键字，自动加锁解锁，异常自动释放，使用简单，仅支持非公平锁。ReentrantLock 是 JDK 实现类，手动加锁解锁，必须配合 finally 释放锁，功能更强大：支持公平 / 非公平锁、锁中断、超时获取锁、多个 Condition 等待队列。synchronized 无法获取锁状态，ReentrantLock 可以判断。JDK1.8 后性能接近，简单场景用 synchronized，复杂灵活需求用 ReentrantLock。
两者都是线程同步工具类，核心差异很大。CountDownLatch 是倒计时门闩，计数减到 0 后线程执行，不可重置、不可复用，用于一个线程等待多个线程完成。CyclicBarrier 是循环屏障，线程到达屏障后等待，集齐指定数量再一起执行，可重置、可循环使用，还支持回调函数。CountDownLatch 是等待事件完成，CyclicBarrier 是等待线程齐步走。前者适合同步启动 / 等待结束，后者适合多线程分批协作。
Java 中禁止使用 stop() 等废弃方法，会导致数据不一致。安全终止线程有两种方式：一是自定义volatile 布尔标志位，线程循环判断标志，为 false 时退出循环，优雅终止；二是使用interrupt()中断方法，给线程设置中断标志，线程在阻塞时会抛出 InterruptedException，捕获异常后清理资源并退出。两种方式都能让线程执行完逻辑、释放资源后正常结束，保证程序和数据的安全性。
ThreadLocal 是实现线程数据隔离的工具，为每个线程创建独立的变量副本，线程间互不干扰。原理是每个 Thread 对象内部有 ThreadLocalMap，以 ThreadLocal 为 key 存储数据。它不解决共享变量问题，仅做数据隔离。常用场景：存储用户登录会话、数据库连接、事务上下文、请求参数，避免层层传递参数。使用时必须调用remove()清理数据，否则线程池复用线程会引发内存泄漏和数据污染。
Semaphore 是信号量，用于控制同时访问资源的线程数量，实现限流、并发控制。它基于 AQS 实现，支持公平和非公平模式。核心方法：acquire()获取许可，release()释放许可。许可数量初始化时指定，线程获取不到许可会阻塞等待。主要用途：限制接口、数据库、连接池的并发访问量，防止高并发压垮资源；也可用于实现互斥锁，是高并发系统限流的常用工具。
ReadWriteLock 是读写锁，把锁分为读锁和写锁，核心规则：读锁共享、写锁独占，读写互斥、写写互斥。它的实现类是 ReentrantReadWriteLock。高并发读场景下，多个线程可以同时加读锁，无需阻塞；写操作时独占锁，保证数据安全。相比 synchronized 独占锁，读写锁大幅提升了读操作的并发性能，适合读多写少的业务场景，比如缓存查询、配置读取，是优化读密集型并发的利器。
StampedLock 是 JDK8 新增的读写锁，是 ReadWriteLock 的增强版，性能更高。它不支持可重入，通过版本戳（stamp）控制锁，支持乐观读，读操作完全无锁，只有写入时才校验版本戳是否变化。它没有 Condition 队列，功能比读写锁少，但并发性能远超 ReentrantReadWriteLock。适合读多写少、追求极致性能的场景，因为不支持重入且处理复杂，使用时要注意避免死锁和版本校验错误。
Thread 是类，Runnable 是函数式接口，是实现线程的两种方式。Thread 类实现了 Runnable 接口，直接继承 Thread 重写 run 方法，代码简单，但 Java 是单继承，无法再继承其他类，扩展性差。Runnable 接口需要传入 Thread 对象启动，避免了单继承局限，更符合面向接口编程，方便与线程池、Callable 结合。开发中优先使用 Runnable，解耦任务定义和线程执行，灵活性和扩展性更强。
Callable 是带返回值的任务接口，Runnable 无返回值；Future 用来获取异步任务的结果，但get() 方法会阻塞，功能单一。CompletableFuture 是 Java8 的增强版 Future，实现了 Future 和 CompletionStage 接口，支持异步回调、链式调用、多任务组合，无需阻塞等待结果。它内置线程池，支持异常处理、任务编排，解决了原生 Future 的阻塞痛点。高并发异步编程优先用 CompletableFuture，是接口异步化、分布式调用的首选。
Java 内存模型（JMM）是一套规范，定义了主内存和线程工作内存，解决多线程的可见性、原子性、有序性问题。所有共享变量存在主内存，线程操作时拷贝到工作内存。JMM 通过 volatile、synchronized、Lock、happens-before 规则保证并发安全。它屏蔽了底层硬件差异，统一了内存访问规则。对并发编程的影响：必须遵守 JMM 规则，否则会出现脏数据、线程不安全，是理解所有并发关键字和工具的基础。
Executor 是 Java 的线程池管理框架，简化线程的创建、调度、生命周期管理。核心包含 Executor、ExecutorService、ThreadPoolExecutor 等接口和类。它解决了手动创建线程的弊端：避免频繁创建销毁线程的开销、控制并发线程数、防止资源耗尽、解耦任务提交和执行。框架支持异步执行、定时任务、批量任务处理，提供了拒绝策略、线程监控等功能。是高并发开发的基础，让开发者专注业务，无需关心线程底层管理。
原子性是操作不可分割，要么全执行要么全不执行。保证原子性的三种方式：一是synchronized独占锁，阻塞线程保证原子性；二是CAS 无锁操作，基于自旋实现原子更新，无阻塞开销；三是原子类（AtomicInteger、AtomicLong），底层基于 CAS，封装了原子操作方法。i++、count++ 这类复合操作，必须用以上方式保证安全，volatile 无法保证原子性，这是并发编程最容易踩的坑。
Java 并发集合替代了低效的同步集合，常用的有：ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentSkipListSet、阻塞队列。它们的线程安全实现方式不同：ConcurrentHashMap 用CAS+ 分段锁 / 细粒度锁；CopyOnWriteArrayList 用写时复制，读无锁；阻塞队列用Lock+Condition。相比 Vector、HashTable 的 synchronized 独占锁，并发集合读操作无锁、锁粒度更小，高并发性能极高，是生产环境的首选。
死锁是多个线程互相持有对方需要的锁，无限阻塞。产生必须满足四个条件：互斥、持有并等待、不可抢占、循环等待。避免死锁只需破坏任一条件：统一固定锁的获取顺序，破坏循环等待；使用tryLock 超时机制，破坏持有并等待；减少锁嵌套，避免同时持有多把锁；用并发工具类替代独占锁。开发中规范加锁顺序，避免嵌套锁，就能有效防止死锁产生。
AQS 是 Java 并发锁的底层基础框架，ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore 都基于它实现。核心是volatile 修饰的 state 状态位和双向阻塞队列。线程获取锁失败时，会加入队列并阻塞；释放锁时，唤醒队列中的后继线程。AQS 支持独占和共享两种模式，封装了线程阻塞、唤醒、队列管理的底层逻辑。开发者只需重写 tryAcquire、tryRelease 等方法，就能快速实现同步组件。
Fork/Join 是 JDK7 的并行计算框架，基于分治思想，将大任务拆分成小任务并行执行，最后合并结果。核心是 ForkJoinPool 线程池，采用工作窃取算法，空闲线程会主动窃取其他线程的任务执行，CPU 利用率极高。适合 CPU 密集型计算，比如大数据量排序、数值计算。它简化了并行编程，无需手动管理线程，自动拆分合并任务，大幅提升多核 CPU 的计算效率。
阻塞队列是线程安全的队列，核心特性：队列满时写入阻塞，队列空时读取阻塞。常用实现：ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue。它基于 Lock+Condition 实现，是生产者 - 消费者模式的核心组件。应用场景：线程池的任务存储、消息队列、数据缓冲。它自动处理线程等待唤醒，无需手动编写 wait/notify，简化了并发协作，是 Java 并发编程中解耦生产和消费的关键工具。
ThreadLocalRandom 是 JDK7 新增的线程安全随机数工具，替代了线程不安全的 Random。Random 底层用 CAS 竞争更新种子，高并发下竞争激烈，性能差。ThreadLocalRandom 为每个线程分配独立的种子，无竞争、无锁，生成随机数速度极快。使用时通过ThreadLocalRandom.current()获取实例，支持指定范围随机值。它解决了高并发下 Random 的性能瓶颈，是并发场景生成随机数的首选。
SynchronousQueue 是无容量的阻塞队列，不存储元素，插入操作必须等待对应的删除操作，反之亦然。相当于线程间的直接传输通道，生产者和消费者必须一对一匹配。它支持公平和非公平模式，底层基于 CAS 实现，无锁性能高。主要用在线程池（比如 Executors.newCachedThreadPool），适合任务数量不确定、需要快速传递的场景，不适合存储批量数据。
Phaser 是 JDK7 的阶段同步器，功能比 CountDownLatch 和 CyclicBarrier 更强大。CountDownLatch 不可复用，CyclicBarrier 可复用但固定线程数，Phaser支持动态调整线程数、多阶段同步、分层结构。它可以分多个阶段执行任务，每个阶段完成后自动进入下一个阶段，支持注册 / 注销线程。适用于复杂的多阶段并行任务，比如游戏加载、分布式任务调度，是灵活度最高的线程同步工具。
LockSupport 是线程阻塞唤醒工具类，是 AQS 的底层基础。核心方法：park()阻塞当前线程，unpark(Thread)唤醒指定线程。它比 wait/notify 更灵活：无需在同步代码块中使用、无顺序要求（unpark 先执行也有效）、精准唤醒指定线程，不会产生虚假唤醒。它底层依靠 UNSAFE 类的本地方法实现，是所有 Java 锁和同步工具实现阻塞唤醒的核心组件。
两者都是线程安全的 List，核心差异巨大。Vector 用 synchronized 修饰方法，独占锁，读写都阻塞，并发性能极差。CopyOnWriteArrayList 采用写时复制，写操作加锁复制新数组，读操作无锁、不阻塞。读性能极高，适合读多写少场景。Vector 支持迭代器快速失败，会抛异常；CopyOnWriteArrayList 是弱一致性迭代器，不抛异常。高并发读场景用 CopyOnWriteArrayList，Vector 基本被淘汰。
线程饥饿是线程长期获取不到锁，无法执行。原因是锁不公平、优先级过高线程抢占资源，避免用公平锁、合理设置线程优先级。活锁是线程不断重试操作，互相避让，始终无法执行，看似运行实则阻塞。避免活锁给重试加随机等待时间。死锁、饥饿、活锁是并发三大问题，核心解决思路：减少锁竞争、缩小锁粒度、使用公平锁、避免无限重试，保证线程公平执行。
join() 方法是 Thread 的线程协作方法，作用是让当前线程等待调用 join 的线程执行完毕后再继续。比如在主线程中调用 thread.join()，主线程会阻塞，直到子线程运行结束。底层基于 wait/notify 实现，子线程执行完后自动唤醒主线程。常用于需要等待子线程完成任务、获取结果的场景，保证线程执行顺序，是简单的线程同步方式。
yield() 是 Thread 的静态方法，作用是让当前线程让出 CPU 执行权，从运行态转为就绪态，重新参与 CPU 调度。它不会阻塞线程，也不会释放锁，让出 CPU 后可能立即再次获取执行权。该方法是启发式的，JVM 不一定遵守，主要用于线程调度调试，或让同优先级线程有机会执行。日常开发中极少使用，因为效果不可控，无法保证线程执行顺序。
原子类是 java.util.concurrent.atomic 包下的工具类，基于 CAS 实现无锁原子操作，保证线程安全。常用：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean、AtomicReference。它们替代了 synchronized 锁，无阻塞、无上下文切换，并发性能极高。主要用于计数器、ID 生成、状态标记等场景，解决 i++ 这类复合操作的线程不安全问题，是读多写少高并发场景的轻量级解决方案。
wait()和 notify() 是 Object 的线程协作方法，必须在synchronized 同步代码块中使用。wait()会释放锁，让线程进入等待队列；notify() 随机唤醒一个等待线程，notifyAll()唤醒全部。正确用法：线程等待时用 while 循环判断条件，防止虚假唤醒；优先用 notifyAll() 避免线程遗漏。它们是最基础的等待 - 通知机制，用于线程间通信，现在更多被 Lock+Condition、并发工具类替代。
Exchanger 是线程间数据交换工具，用于两个线程交换数据。线程调用 exchange() 方法会阻塞，直到另一个线程也调用该方法，双方交换数据后继续执行。它支持超时设置，底层基于 CAS 实现。适用场景：两个线程传输数据、遗传算法、管道通信等，是最简单的线程间双向数据交换工具，仅支持两个线程配对使用。
