并发编程

1.进程间的通讯方式

1.1 共享内存
1.2 消息队列
1.3 管道
1.4 信号量（相当于锁机制）

2. 线程间通讯方式

2.1 锁机制（Synchronized,Lock等）
2.2 线程同步（等待唤醒机制）

3. 并发编程的三大问题

3.1 可见性：当一个线程修改了一个变量，另一个线程立马可见，在java中采用两种方式锁，volatile修饰变量

volatile是如何实现可见性：volatile关键字产生的汇编指令前面有loc指令，该指令的作用就是将当前处理器缓存行中的数据写回系统内存，Mesi协议：写回内存的操作回事其他CPU里面缓存了该内存地址的数据无效。

3.2 顺序性：代码执行的顺序没有按照预想的顺序进行，造成有序性的问题就是指令重排，分为编译器的指令重排和处理器的指令重排，java编译器通过插入内存屏障来保证可见性，JVM提供四种标准的内存屏障。

as-if-serial内存模型
单线程程序执行顺序，不管怎么重排，程序的执行结果不能被改变。必须遵守as-if-serial规则。

JMM happens-before原则

图片.png

3.3 原子性：表示不可中断的一个或一系列操作，volatile关键字无法保证原子性，原子性的保证需要通过加锁或者JUC下提供的Atomic类

实现原理：synchronized底层汇编指令除了Lock之外还有一个是cmpxchg即为CAS是实现，CAS具体实现，总线锁定LOCK或者缓存锁定，在加锁的时候首先对对象头中的信息进行CAS替换，然后对数据进行操作，最后在释放锁的时候，将缓存中的值刷新回主内存。

4. java中的锁

自旋锁： 线程通过循环的方式去尝试获取锁直到成功
乐观锁： 当线程需要修改数据的时候不需要加锁，在修改数据时如果发现数据和之前获取的不一致，则读最新数据，修改后重试修改
悲观锁： 加锁
独占锁：只能有一个线程去获取锁
共享锁：给资源加上读锁之后不能修改只能读。
可重入锁，不可重入锁：线程拿到一把锁之后，可以自由进入同一把锁同步的其他代码块
公平和非公平锁

4.1 synchronized

可以用于实例方法，锁的对象是this
用于static修饰的方法上锁对象是class对象
锁作用域自定义锁对象

特殊优化：锁消除，锁粗化
4. sychronized锁升级

锁.png

过程：无锁->偏向锁（JDK6以后默认开启偏向锁的优化，可以通过JVM参数控制是否开启偏向锁）->轻量级锁->重量级锁

当线程需要进入同步代码块的时候，先去检查MARK word中的信息，如果是偏向锁且持有的线程ID是当前线程ID则进入通过代码块，如果不是则尝试使用CAS进行替换，如果替换成功则进入通过代码块，否则持有当前偏向锁的线程到安全点暂定然后将当前Markword中的信息复制到自己的栈记录中，抢占线程也复制，然后使用CAS将markword执行执行当前线程栈记录，继续进行执行，否则进行自选CAS尝试替换，当自选到一定地步然后会膨胀为重量级锁monitor对象