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计算机通常只有一个CPU，在任意时刻只能执行一条机器指令，每个线程只有获得CPU的使用权才能执行指令。所谓多线程的并发运行，其实是指从宏观上看，各个线程轮流获得CPU的使用权，分别执行各自的任务。在运行池中，会有多个处于就绪状态的线程在等待CPU，JAVA虚拟机的一项任务就是负责线程的调度，线程调度是指按照特定机制为多个线程分配CPU的使用权。
有两种调度模型：分时调度模型和抢占式调度模型。
分时调度模型是指让所有的线程轮流获得cpu的使用权，并且平均分配每个线程占用的CPU的时间片这个也比较好理解。
java虚拟机采用抢占式调度模型，是指优先让可运行池中优先级高的线程占用CPU，如果可运行池中的线程优先级相同，那么就随机选择一个线程，使其占用CPU。处于运行状态的线程会一直运行，直至它不得不放弃CPU。
Java中Semaphore是一种新的同步类，它是一个计数信号。
从概念上讲，信号量维护了一个许可集合。如有必要，在许可可用前会阻塞每一个acquire()，然后再获取该许可。
每个release()添加一个许可，从而可能释放一个正在阻塞的获取者。但是，不使用实际的许可对象，Semaphore只对可用许可的号码进行计数，并采取相应的行动。信号量常常用于多线程的代码中，比如数据库连接池。
同步容器：可以简单地理解为通过synchronized来实现同步的容器，如果有多个线程调用同步容器的方法，它们将会串行执行。比如Vector，Hashtable，以及Collections.synchronizedSet，synchronizedList等方法返回的容器。
可以通过查看Vector，Hashtable等这些同步容器的实现代码，可以看到这些容器实现线程安全的方式就是将它们的状态封装起来，并在需要同步的方法上加上关键字synchronized。
并发容器使用了与同步容器完全不同的加锁策略来提供更高的并发性和伸缩性，例如在ConcurrentHashMap中采用了一种粒度更细的加锁机制，可以称为分段锁，在这种锁机制下，允许任意数量的读线程并发地访问map，并且执行读操作的线程和写操作的线程也可以并发的访问map，同时允许一定数量的写操作线程并发地修改map，所以它可以在并发环境下实现更高的吞吐量。
ThreadLocal并非是一个线程本地实现版本，它并不是一个Thread，而是thread local variable（线程局部变量）。也许把它命名为ThreadLocalVar更合适。
线程局部变量（ThreadLocal）功能非常简单，就是为每一个使用该变量的线程都提供了一个变量值副本，是Java中一种较为特殊的线程绑定机制，使得每一个线程都独立地改变所具有的副本，而不会和其他线程的副本冲突。
多线程是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术，包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。
具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多于一个线程，进而提升整体处理性能。
CAS是compare and swap的缩写，即我们所说的比较交换。
cas是一种基于锁的操作，而且是乐观锁。在java中锁分为乐观锁和悲观锁。悲观锁是将资源锁住，等一个之前获得锁的线程释放锁之后，下一个线程才可以访问。而乐观锁采取了一种宽泛的态度，通过某种方式不加锁来处理资源，比如通过给记录加version来获取数据，性能较悲观锁有很大的提高。
CAS操作包含三个操作数分别是内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。如果内存地址里面的值和A的值是一样的，那么就将内存里面的值更新成B。CAS是通过无限循环来获取数据的，若果在第一轮循环中，a线程获取地址里面的值被b线程修改了，那么a线程需要自旋，到下次循环才有可能机会执行。
Java中提供了notify()和notifyAll()两个方法来唤醒在某些条件下等待的线程。
当调用notify()方法时，只有一个等待线程会被唤醒而且它不能保证哪个线程会被唤醒，这取决于线程调度器。
当调用notifyAll()方法时，等待该锁的所有线程都会被唤醒，但是在执行剩余的代码之前，所有被唤醒的线程都将争夺锁。
如果线程调用了对象的wait()方法，那么线程便会处于该对象的等待池中，等待池中的线程不会去竞争该对象的锁。
当有线程调用了对象的notifyAll()方法（唤醒所有 wait 线程）或notify()方法（只随机唤醒一个 wait 线程），被唤醒的的线程便会进入该对象的锁池中，锁池中的线程会去竞争该对象锁。
也就是说，调用了notify后只要一个线程会由等待池进入锁池，而notifyAll会将该对象等待池内的所有线程移动到锁池中，等待锁竞争优先级高的线程竞争到对象锁的概率大，若某线程没有竞争到该对象锁，它将会留在锁池中，唯有线程再次调用wait()方法，才会重新回到等待池中。
而竞争到对象锁的线程则继续往下执行，直到执行完了synchronized代码块，释放掉该对象锁，此时锁池中的线程会继续竞争该对象锁。
因此，notify()和notifyAll()之间的关键区别在于notify()只会唤醒一个线程，而notifyAll()方法将唤醒所有线程。
PriorityQueue是一个基于优先级堆的无界队列，它的元素是按照自然顺序（natural order）排序的。在创建的时候，可以给它提供一个负责给元素排序的比较器。
PriorityQueue不允许null值，因为它们没有自然顺序，或者说它们没有任何的相关联的比较器。
最后，PriorityQueue不是线程安全的，入队和出队的时间复杂度是O(log(n))。
先从总体上来说：
从计算机底层来说：线程可以比作是轻量级的进程，是程序执行的最小单位,线程间的切换和调度的成本远远小于进程。另外，多核CPU 时代意味着多个线程可以同时运行，这减少了线程上下文切换的开销。
从当代互联网发展趋势来说：现在的系统动不动就要求百万级甚至千万级的并发量，而多线程并发编程正是开发高并发系统的基础，利用好多线程机制可以大大提高系统整体的并发能力以及性能。
再深入到计算机底层来探讨：
单核时代：在单核时代多线程主要是为了提高CPU和IO设备的综合利用率。举个例子：当只有一个线程的时候会导致CPU计算时，IO设备空闲；进行IO操作时，CPU空闲。我们可以简单地说这两者的利用率目前都是 50%左右。但是当有两个线程的时候就不一样了，当一个线程执行CPU计算时，另外一个线程可以进行IO操作，这样两个的利用率就可以在理想情况下达到100%了。
多核时代: 多核时代多线程主要是为了提高CPU利用率。举个例子：假如我们要计算一个复杂的任务，我们只用一个线程的话，CPU只会一个CPU核心被利用到，而创建多个线程就可以让多个CPU核心被利用到，这样就提高了CPU的利用率。
Java中如果每个请求到达就创建一个新线程，开销是相当大的。在实际使用中，服务器在创建和销毁线程上花费的时间和消耗的系统资源都相当大，甚至可能要比在处理实际的用户请求的时间和资源要多的多。
除了创建和销毁线程的开销之外，活动的线程也需要消耗系统资源。如果在一个JVM中创建太多的线程，可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足。
为了防止资源不足，服务器应用程序需要采取一些办法来限制任何给定时刻处理的请求数目，尽可能减少创建和销毁线程的次数，特别是一些资源耗费比较大的线程的创建和销毁，尽量利用已有对象来进行服务，这就是“池化资源”技术产生的原因。
线程池主要用来解决线程生命周期开销问题和资源不足问题。通过对多个任务重复使用线程，线程创建的开销就被分摊到了多个任务上了，而且由于在请求到达时线程已经存在，所以消除了线程创建所带来的延迟。这样，就可以立即为请求服务，使用应用程序响应更快。
另外，通过适当的调整线程中的线程数目可以防止出现资源不足的情况。
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