线程的3个方法:
Thread.sleep():当前线程睡眠多少毫秒,让给其他线程去执行。
Thread.yield():当前线程退出一下,进入到等待队列,让其他线程执行,即让出线程一下。
Thread.join():等待另外一个线程的结束。
synchronized关键字:
- 对象锁:对某个对象加锁,而不是代码
- 锁对象不能是String常量(容易跟类库中锁对象重复)、Integer(值变会创建新的对象)、Long
- 可重入锁:
见com.hanxiaozhang.threadbase1ndedition.synchronizedkeyword.No5SynchReentrant
- 锁异常自动释放:
见com.hanxiaozhang.threadbase1ndedition.synchronizedkeyword.No6SynchExceptionRelease
- synchronized是排队运行,即按顺序运行:
见com.hanxiaozhang.threadbase1ndedition.synchronizedkeyword.No3SynchLineUp
- synchronized使用是"对象监视器"
- 语法:
- synchronized同步方法
- synchronized同步代码块
- synchronized(this) synchronized void m()
- synchronized(非this对象 x)
- 在多个线程持有"对象监视器"为同一个对象的前提下,同一个时间只有一个线程可以执行synchronized(非this对象 x)同步代码块中的代码
- synchronized(非this对象 x)与持有不同的对象监视器方法或代码块是异步的
- synchronized static void m() 这里相当于 synchronized(T.class)
- Class类锁与对象锁之间的异步
- Class类可以对类所有对象实例起作用
锁定某个对象o,如果o的属性发生变化,不影响锁的使用,但是如果o变成另一个对象,则锁定的对象发生改变,应该避免锁定对象的引用变成另外的对象。--> 解决:加final
synchronized底层实现:
前提:基于HotSpot实现的JVM。
synchronized发展:
- 早期使用重量级的系统锁
- JDK1.6以后使用锁升级
锁的四种状态:
无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态。
锁的优化:
适应性自旋锁、锁消除、偏向锁、锁粗化、偏向锁
Mark Word:
32位:
偏向锁:
- 偏向锁是在单线程执行代码块时使用的机制,如果在多线程并发的环境下(即线程A尚未执行完同步代码块,线程B发起了申请锁的申请),则一定会转化为轻量级锁或者重量级锁。
轻量级锁(自旋锁):
- 轻量级锁是为了在线程交替执行同步块时提高性能,而偏向锁则是在只有一个线程执行同步块时进一步提高性能。
- 修改MarkWord(修改锁状态),拷贝MarkWord到栈的LockRecord中,使用CAS将MarkWord中的LockWord更新为指向当前线程LockRecord的指针
- 默认自旋10次失败,升级重量级锁
重量级锁:
- 依赖于操作系统Mutex Lock所实现的锁我们称之为 “重量级锁”
重量级锁、轻量级锁和偏向锁之间转换:
锁升级的详细过程:
底层实现:
- Java的对象头(Mark Word)和Monitor(监视器)对象是Synchronized实现的基础。Synch基于进入和退出Monitor对象实现的同步,Synch使用的锁是存在于Java对象头中。
- Synchronized是通过对象内部的一个叫做"监视器锁(Monitor)"来实现的。但是监视器锁本质又是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock来实现的。而操作系统实现线程之间的切换这就需要从用户态转换到核心态,这个成本非常高,状态之间的转换需要相对比较长的时间,这就是为什么Synchronized效率低的原因。
1. 字节码层面:
访问标识(access flags):ACC_SYNCHRONIZED
monitorenter指令 monitorexitr指令
2. JVM层面:
C++ 调用了操作系统提供的同步机制
3. OS和硬件层面(了解):
X86系统 : lock cmpxchg / xxx
https://blog.csdn.net/21aspnet/article/details/88571740
synchronized的经典小题:
1. 不使用synchronized的非线程安全(线程不安全)举例:
见com.hanxiaozhang.threadbase1ndedition.synchronizedkeyword.No1NonThreadSafe
模拟银行账号:对业务写方法加锁,对业务读方法不加锁,这样行不行? -> 容易产生脏读(dirtyRead)
见com.hanxiaozhang.threadbase1ndedition.synchronizedkeyword.No2DirtyRead
2. 同步与非同步方法是否可以同时调用?
可以
见com.hanxiaozhang.threadbase1ndedition.synchronizedkeyword.No4SynchAndNonSynchMethod
3. synchronized在普通方法与静态方法的区别:
普通方法同步范围是该方法,是给对象上锁;静态方法同步范围是该方法,是给Class类上锁,这个类所有的对象竞争一把锁。
锁:
执行时间短(加锁代码),线程数少,用自旋锁
执行时间长,线程数多,用系统锁(重量级锁)
Volatile关键字:
特点:
- 保证线程可见性;
- 底层实现:MESI 缓存一致性协议
见com.hanxiaozhang.threadbase1ndedition.no2volatilekeyword.No1VolatileVisibility
- 禁止指令重排序;
- DCL单例(Double Check Lock)
- 底层实现:内存屏障,loadfence原语指令(读屏障),storefence原语指令(写屏障)
见com.hanxiaozhang.threadbase1ndedition.no2volatilekeyword.No2VolatileDisOrder
底层实现:
1. 字节码层面:
增加访问标识(access flags): ACC_VOLATILE
2. JVM层面:
volatile内存区的读写都加屏障
3.OS和硬件层面:
使用hsdis(HotSpot Dis Assembler)工具观察,windows是由lock 指令实现 | MESI实现
https://blog.csdn.net/qq_26222859/article/details/52235930
Tips:
对象初始化过程,分为三步,可能会发生重排序
CAS(Compare And Swap):
介绍:
CAS(CompareAndSwap)中文意思:比较并替换,它是一种无锁算法。CAS有3个操作数:内存地址V,旧的预期值A,即将要更新的目标值B。
CAS指令执行时,当且仅当V的值与A相等时,将V修改为B,否则就什么都不做,整个CAS操作是一个原子操作。
特点:
CAS是原子操作,CAS具有关键字volatile读和写的内存语义。
三大问题:
- 循环时间长开销很大;
- 只能保证一个变量的原子操作;
- ABA问题。