JUC

CAS(compareAndSet)

JDK1.6后synchronized优化，效率和CAS操作差不多了，而且可读性更高。

​ 无锁算法，但看起来是乐观锁的思想，原子操作指令。CAS 操作包含三个操作数：内存中的旧值（V）、预期值（A）和新值(B)，旧值是volatile修饰的，一个线程修改，保证所有其他线程可见。比如compareAndSet(0, 1)，0是预期值，1是新值，若当前内存值等于预期值则替换成新值。整个比较替换的过程是由硬件(比如Pentium锁住总线不让多核中其他处理器访问)保证原子性的，只需要调用相应指令即可。

​ java底层是调用unsafe.compareAndSwapInt，compareAndSwapInt是native本地方法(在Atomic类中)，由c++编写，这个c++执行的核心汇编指令是cmpxchg。

​ 优点是无锁，所以高效，非阻塞，JUC就是基于CAS操作的。缺点是CPU消耗大，调试起来复杂，而且会出现ABA问题。

ABA问题：线程1取到A，此时线程2取A，改成B，完后又改成A写入内存，线程1进行CAS发现还是A，于是操作成功。虽然CAS成功，但不代表A没没发生过变化。解决的办法是为变量引入版本号。

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）

• J.U.C是基于AQS实现的，AQS是一个同步器，设计模式是模板模式。
• 核心数据结构：双向链表(即一个FIFO队列) + state(锁状态，volatile int类型)
• 底层操作：CAS
• AQS加锁解锁流程：
  • state是加锁解锁的核心状态，为0代表：没人占锁，可以竞争，>0代表已经有人占锁了，若Sync是公平锁，则state只有0和1两个状态；若Sync是非公平锁，则state可重入，加锁就是每次+1，解锁就是每次-1，直到state又变为0。
  • 通过自旋+CAS，尝试占锁，若占锁失败，将线程加入同步队列尾部，并阻塞当前线程，当同步锁释放后，会唤醒队列首节点来尝试占锁。当CAS(占锁)成功，修改state状态，更新同步队列。

AQS两种资源共享方式：独占锁 和 共享锁

• Exclusive（独占锁，只有一个线程能执行，如ReentrantLock）

  /* 
  tryAcquire：去尝试获取锁，获取成功则设置锁状态并返回true，否则返回false。
  addWaiter：如果tryAcquire返回FALSE（获取同步状态失败），则调用该方法将当前线程加入到同步队列(CLH)尾部。
  acquireQueued：当前线程会根据公平性原则来进行阻塞等待（自旋）,直到获取锁为止；并且返回当前线程在等待过程中有没有中断过。
  selfInterrupt：产生一个中断。
  */
  public final void acquire(int arg) {
      if (!tryAcquire(arg) &&
          acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
          selfInterrupt();
  }
  

• Share（共享锁，多个线程可同时执行，如Semaphore/CountDownLatch）。

  public final void acquireShared(int arg) {
      // 大于0表示获取成功，否则进行doAcquireShared自旋
      if (tryAcquireShared(arg) < 0)
          doAcquireShared(arg);
  }