Java并发机制的底层实现原理.pdf
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2019-08-02
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Java并发机制的底层实现原理
volatile
相比syn锁不会引起线程上下文切换和调度
lock和add前缀指令作用
将当前处理器缓存行的数据写回到系统内存
这个写会内存的操作会使在其他CPU里缓存里该
内存地址的数据无效
原因：再多处理器下，为了保证多个处理器缓存
是一致的，就会实现缓存一致性协议。每个处理
器通过嗅探在总线上传播的数据来检查自己缓存
的数据是不是过期了，当处理器发现自己缓存行
对应的内存地址被修改，就会将当前处理器的缓
存行设置为无效状态。当处理器对数据进行修
改，会重新从系统内存中把数据读到处理器缓存
行里。
禁止指令重排序
Synchronized的实现原理
实现同步的基础，Java中的每个对象都可以作为锁
对于普通同步方法，锁是当前实例对象
对于静态同步方法，锁是当前类的Class对象
对于同步方法块，锁是Synchronized括号里配置
的对象
Java对象头
三个字宽存储数组，两个字宽存储非数组，一个
字宽四字节。其中Mark Word随着锁的标识位变
化。
锁的升级和对比
偏向锁
存在竞争时才会撤销偏向锁（全局安全点）
关闭偏向锁,默认进入轻量级锁状态 -XX:-UseBiasedLocking=false
轻量级锁
如果遇到线程竞争锁，涉及到自旋操作，偏向锁
中不涉及
重量级锁 ；指令级别的的锁
锁可以升级但是不能降级，目的是为了提高获得
锁和释放锁的效率
原子操作的实现原理
1、处理器CPU如何实现原子操作
（1）使用总线锁保证原子性
总线锁就是使用处理器提供的一个LOCK#信号，
当一个处理器在总线上输出此信号时，其他处理
器的请求将被阻塞住，那么该处理器可以独占共
享内容
（2）使用缓存锁保证原子性
在同一时刻，我们只需保证对某个内存地址的操
作是原子性即可，但是总线锁定把CPU和内存之
间的通信锁住了，其他处理器不能操作其他内存
地址数据，总线开销比较大
缓存锁定是指内存区域如果被缓存在处理器的缓
存行中，并且在Lock操作期间被锁定，那么当他
执行锁操作写回到内存时，处理器不再总线上声
言Lock#信号，而是修改内部的内存地址，并允
许它的缓存一致性保证操作的原子性，因为缓存
一致性会阻止同时修改由两个以上处理器缓存的
内存区域数据，当其他处理器回写已被锁定的缓
存行的数据时，会使缓存行无效。
2、Java如何实现原子操作
使用CAS方式
利用了处理器提供的指令实现
问题
ABA问题
循环时间长开销大
只能保证一个共享变量的原子操作 可以将多个变量合成一个变量
使用锁
https://blog.csdn.net/lxiansheng001
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