认识Java底层操作系统与并发基础

首先，需要明确的是Java底层的操作系统有关知识以及并发基础是Java程序员必须要熟练掌握的知识点之一，它可以帮助我们更好的理解Java技术，并且在开发中避免一些常见的问题。因此，这里提供一些实用的攻略，供广大Java程序员参考。

一、了解Java底层操作系统与并发基础的重要性

Java程序员必须要有对操作系统底层知识的基本了解，因为Java语言并没有完全屏蔽底层细节，程序员仍然需要考虑到底层资源调度和操作问题。

在Java并发编程方面，Java程序员还需要熟悉同步机制的实现方法，volatile关键字的作用，锁的分类等基本概念。

二、Java底层操作系统基础

1. JVM与操作系统的关系

JVM是Java程序的运行环境，Java程序会把字节码交给JVM去运行。而JVM则可以看做是Java程序和操作系统之间的一层中间件。

2. 操作系统的资源调度

在操作系统领域，资源调度是一个很重要的概念。操作系统会为每个应用程序分配不同的资源量，如CPU时间片、内存、网络IO等等。

3. 进程与线程

操作系统启动一个应用程序时，会为其分配一个独立的进程，而每个进程中又可以包含多个线程。线程是进程中执行代码的最小单位。Java语言中的多线程编程，就是基于操作系统的线程模型来实现的。

4. 内存管理

在操作系统领域，内存管理也是一个十分重要的概念。操作系统需要管理程序内存，分配、回收内存等等。

三、Java并发基础

1. 同步机制

同步机制是多线程编程中的一个核心概念。关键字synchronized可以用来实现方法、代码块、静态方法等不同粒度的同步，对象监视器对象则是Java中同步机制的基础。

2. volatile关键字

volatile关键字是Java并发编程中的一个重要概念，它保证了变量的可见性和禁止指令重排序。

3. 锁的分类

在Java并发编程中，锁是一个重要的概念。Java中主要有两种锁：悲观锁和乐观锁。悲观锁是Java中的重量级锁，常用的实现包括synchronized和ReentrantLock等；而乐观锁则是轻量级锁的代表，例如AtomicInteger和CAS。

四、示例说明

1. 示例一：使用synchronized实现线程同步

public class PrintThread implements Runnable {
    private static int num;

    @Override
    public synchronized void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：" + num++);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new PrintThread());
        Thread t2 = new Thread(new PrintThread());
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

在这个示例中，我们使用synchronized关键字实现了线程的同步，保证了num变量的线程安全。

2. 示例二：使用AtomicInteger实现线程同步

public class PrintThread implements Runnable {
    private static AtomicInteger num = new AtomicInteger();

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：" + num.getAndIncrement());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new PrintThread());
        Thread t2 = new Thread(new PrintThread());
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

在这个示例中，我们使用了AtomicInteger实现了线程的同步，保证了num变量的线程安全。

以上就是认识Java底层操作系统与并发基础所需要掌握的完整攻略，希望Java程序员们都能够掌握这些基础知识，从而写出更加高效、高质量的Java程序。