锁——待优化

申明：听马士兵老师的公开课，自己总结的课程小结，遗失了很多内容。

 

用户态和内核态。重度锁是在内核态创建的，需要惊动操作系统（0x80中断）。

无锁策略使用比较交换（cas，compare and swap）来鉴别线程冲突。cas思路如下：读取内存中的数值，计算修改后，将修改前的值与内存值比较，如果相同，则说明没有其他线程修改过，就将修改后的值写入内存；如果不同，则说明被改过，重复上述过程，知道写入成功。

两个疑问：1、ABA问题，2、比较时被修改了咋办。1的解决办法，没次修改都加时间戳作为版本号，2的问题，cas是CPU指令级的操作，调用的汇编命令lock cmpxchg完成，这是原子操作，不可中断。CAS避免了请求操作系统来裁定锁的问题，不用麻烦操作系统，直接在CPU内部就搞定了。

 

 

重量级锁（创建锁需要惊动操作系统————0x80中断），synchronize

 

锁的升级

先了解一下对象的内存占用空间，jol，java object layout。jol包含四部分内容，依次是：mark word；class pointer 标记属于哪个类；前2者称为对象头。instance data 成员变量；padding 补齐数位，意义不大。

mark word的3个作用：锁态、GC的分代、hashcode。锁态用低3位表示，其中轻量级锁、重量级锁只用到低2位，偏向锁和无锁用第3位加以区分。

可以使用org.openjdk.jol把对象的内存空间打印出来，这个包可以在https://www.mvnjar.com/下载，使用如：ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable()。

锁态标记位和锁的升级如下：

无锁态-偏向锁-自旋锁-重量级锁

偏向锁：只有一个线程使用，没有其他线程竞争，使用线程贴个标签标识该资源正在被使用

自旋锁：轻度竞争，一个线程在使用，其他少量线程等待资源，但拿不到资源，所以不停询问可以用了吗，ha所以叫自旋锁。（自旋锁是一种乐观锁。）；等待自旋锁的线程不会释放CPU资源，占用cpu做无用功。

重量级锁：最常见的是synchronize，重度竞争，等待的线程多，占用时间长，这种情况下，等待线程释放cpu资源，进入等待池，效率更高。

自旋锁的优势是轻度竞争条件下，避免操作系统层面申请锁，来提升效率，达到这个目的的方法就是等待线程不释放，一直询问。如果出现重度竞争的情况，还不如释放资源，申请os级的锁更快。

偏向锁一定更快吗？

不一定。。。。

 

 

volatile  线程读取某个变量时，不会在线程缓存创建这个变量的备份，而是直接从内存中读取。volatile适合一个线程写，多个线程读的场景。

volatile还能禁止指令重排序。

对象的创建过程：

汇编码：

0　　new #2 <T>　　向内存申请空间，成员变量为默认值

1　　dup

2　　invokespecial #3 <T.<init>>　　T的构造方法，初始化成员变量

3　　astore1　　与类建立关联

4　　return

单例为什么可不可以用volatile。

class T{

　　private static volatile T(){}

}

半初始化状态，如果线程1调用单例，创建对象，执行了0，然后指令重排序，执行了3，没执行2，此时对象不为空，但是成员变量还是默认值，然后另一个线程也调用单例，将拿到半初始化的对象（对象不为空，但成员变量还没有初始化）。