synchronized锁
synchronized锁
对象锁
- 一个对象一把锁
类锁
判断是同步还是异步关键看是不是同一把锁
- 锁加在方法上或在方法中写对象是个对象锁
- 锁加在类上或静态方法上是类锁
synchronized锁的底层实现原理
jvm是基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步
代码块的同步
-
代码块的同步是利用monitorenter和monitorexit这两个字节码指令
- 分别位于同步代码块的开始和结束位置
当jvm执行到monitorenter指令的时候，试图获取monitor对象的所有权，获取成功锁的计数器+1，当执行到monitorexit的时候，锁计数器-1，当锁计数器=0，锁就被释放，如果获取monitor对象失败，就会进入阻塞的状态
方法级的同步为隐式
- 不是通过字节码指令来控制，它实现在方法调用和返回之中
- JVM可以从方法常量池的方法表结构（method_info Structure）的ACC_SYNCHRONIZED 访问标志区分一个方法是否同步方法
- 当方法调用时，调用指令检查ACC_SYNCHRONIZED 访问标志是否被设置，如果设置了，该线程将先持有monitor，然后执行方法，最终方法执行完（无论成功、失败）释放monitor
synchronized锁升级过程
1、无锁状态
2、偏向锁
-
适合只有一个线程执行同步代码块
- 当有另外一个线程进来立即转成轻量级锁
3、轻量级锁乐观锁
- 多个线程竞争偏向锁，偏向锁关闭，升级成重量级锁，中间过程有个锁自旋（1.6引入自适应锁自旋，会根据锁上一次的自旋时间来判断自旋的次数）
4、重量级锁
synchronized锁优化
减少synchronized的范围，同步代码块中的代码尽量少
降低synchronized锁的粒度
- 尽量不使用同一个锁
分段锁
- concurrentHashMap：局部锁定
- hashtable：增删该全部上锁
读写分离，读取时不加锁，写入和删除的时候上锁
锁消除
-
去除那些不可能发生资源竞争的锁
- 比如说一些线程安全的集合，默认加了锁，JVM根据逃逸分析进行锁消除
锁粗化
-
将多个连续的加锁、解锁连在一起，扩成一个更大范围的锁
- for循环，加锁放在循环外面
1.6引入的自适应锁自旋
- 根据锁上一次的自旋时间来判断
CAS
定义：在并发量不是很高的情况下，先查一次，然后进行修改，在真正的写数据时，会再查一次，比较两次查询的结果，如果不一样说明是不安全的，如果一样说明安全，会进行修改
在高并发的情况下，会有一个忙循环的过程，消耗cpu
ABA问题
- 通过维护一个版本号来解决
- 之前读和过段时间读，可能中间会被第三个人修改过，但是又被改回来
CAS只能针对一个共享变量
ReentrantLock与synchronized的区别
1、从jvm角度来看synchronized其实jvm的一个关键字，ReentrantLock是一个类
2、synchronized不需要关心锁的释放，ReentrantLock需要手动lock利用try..catch..finanlly释放锁
所有线程能够看到共享内存的最新状态
volatile关键字
保证内存的可见性
防止指令重排
- 防止Jvm继续指令重拍优化
- PS：单线程下指令重排会考虑数据的依赖性，不会影响执行结果
2、多线程会有影响
不保证原子性
-
使用并发包下的Atomic的类
- 如AtomicInteger.....
PS：底层通过屏障指令保证可见性、有序性，刷新主从的数据
ps：锁是不可逆的，一旦升级成重量级的锁就不变了
lock与synchronized的区别
lock需要手动加锁、释放锁
synchronized在发生异常，会自动释放线程占有锁，不会发生死锁，lock必须将unLock()放到finally{} 中
lock支持实现公平锁（按照加锁的顺序，先来的先拿到锁）和非公平锁，synchronized只支持非公平锁
死锁产生的四个必要条件
互斥条件
- 在某段时间某个资源被一个线程占用，另外一个线程请求资源，只能等待
请求和保持
- 进程已至少保持一个资源，又提出了新的资源请求，而其他资源又被占用，此时请求线程阻塞，自己已获取的资源又不能释放
不剥夺条件
- 自己已获取的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只有使用完才可释放
环路等待条件
- 发生死锁时，存在进程---资源的环形链
案例
- Test01.java
synchronized保证内存可见性
image.png
AQS
定义：队列同步器
两种资源共享方式
-
Exclusive
- 独占，只有一个线程能执行，如ReentrantLock
-
Share
- 共享，多个线程可同时执行，如Semaphore/CountDownLatch
本质使用CLH的同步队列存放线程资源
-
先进先出
入列
出列
锁的基本概念
互斥锁
- 每个对象都对应一个可称为“互斥锁”的标记，保证在任意时刻，只有一个线程可以访问该资源
阻塞锁
- 让线程进入阻塞状态
自旋锁
读写锁
公平锁
- 排队，先来先得
非公平锁
- 不考虑排队问题
ReentrantLock
相比于synchronized性能会好些
互斥锁
- 同一时间仅有一个线程可以访问，所以就有了ReentrantReadWriteLock读写锁
ReentrantReadWriteLock
- 读写锁ReentrantReadWriteLock实现接口ReadWriteLock，该接口维护了一对相关的锁，一个用于只
读操作，另一个用于写入操作。只要没有 writer，读取锁可以由多个 reader 线程同时保持。写入锁是
独占的
锁降级
- 获取写锁-》获取读锁-》释放写锁
JUC
CyclicBarrier
- 同步屏障
Semaphore
- 通过已有的信号量，对资源的线程访问数量进行控制，有公平和非公平两种实现方式
CountDownLatch
- 计数器没到，继续等待，到了0就可以执行了
- PS：计数无法被重置
