自旋

关于Java 锁的知识整理与回顾（个人笔记）： 锁有哪些，分别用来干嘛？ Java实现锁有两种方式，synchronized关键字和Lock (1)Lock（可判断锁状态） Lock是基于JDK层面实现。Lock的实现主要有ReentrantLock、ReadLock和WriteLock（引出锁分类：） ①乐观锁/悲观锁： 乐观锁认为读多写少，乐观的认为拿数据时，不会改数据，所以不会上锁，而在更新数据时才会判断有无数据更新。悲观锁悲观的认为，写多，拿数据时先设定数据被修改了，每次在读写数据时都会上锁。 ②公平锁/非公平锁： ReentrantLock在构造函数中提供是否公平锁的初始化方式（默认是非公平锁，就是说可以变成公平锁。即他和synchronized不同之处之一）： public ReentrantLock() { sync = new NonfairSync(); } public ReentrantLock(boolean fair) { sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync(); } 非公平锁不按套路出牌，有可能造成“饥饿”现象，但是它的实际执行效率、吞吐量要高于公平锁。 ③独享锁/共享锁 独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有 (ReentrantLock、 Synchronized)，共享锁反之

三种应用方式 修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁 静态方法，作用于当前类对象加锁，进入同步代码前要获得当前类对象的锁 修饰代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码库前要获得给定对象的锁 字节码指令 javap -v 来查看对应代码的字节码指令，对于同步块的实现使用了monitorenter和monitorexit指令 同一时刻只能有一个线程获取到由synchronized所保护对象的监视器 原理 jdk1.6以后对synchronized锁进行了优化，包含偏向锁、轻量级锁、重量级锁 前提须知： 对象头 对象在内存中的布局分为三块区域：对象头、实例数据和对齐填充 java对象头是实现synchronized的锁对象基础，使用的锁对象存储在java对象头中。 是轻量级锁和偏向锁的关键 Mark Word(标记字) Mark word 用于存储对象自身的运行数据。 哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程 ID、偏向时间戳等等。 Java对象头一般占有两个机器码（在32位虚拟机中，1个机器码等于4字节，也就是32bit） 锁的转换 锁的级别从低到高逐步升级， 无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁 我们通常说的通过synchronized实现的同步锁，真实名称叫做重量级锁。但是重量级锁会造成线程排队（串行执行）

概念 自旋锁可以再不能休眠的代码中使用，比如中断处理例程；在正确使用的情况下，自旋锁通常可以提供比信号量更高的性能； 一个自旋锁是一个互斥设备，它只能由两个值，锁定和解锁；通常实现为某个整数值中的单个位；希望获得特定锁的代码测试相关位，如果锁可用，则锁定位被设置，而嗲吗继续进入临界区；相反， 如果锁被其他人获得，则代码进入忙循环并重复检查这个锁，直到该锁可用为止 ；这循环就是自旋锁自旋的部分； 自旋锁在不同的架构上实现有所不同，但是核心概念低于所有系统都都是一样的，当存在某个自旋锁时，等待执行忙循环的处理器做不了任何有用的工作； 自旋锁最初是为了在多处理器系统上使用而设计的，考虑到并发问题， 单处理器工作站在运行可抢占内核时，其行为类似于SMP ；因为抢占，即使不打算在SMP系统上运行自己的嗲吗，我们仍然需要实现正确的锁定； 自旋锁和原子上下文 适用于自旋锁的规则是：任何拥有自旋锁的代码都必须是原子的，它不能休眠；事实上，它不能因为任何原因放弃处理器，除了服务中断以外(某些情况下此时也不能放弃处理器); 内核抢占的情况有自旋锁代码本身处理；任何时候，只要内核代码拥有自旋锁，在相关处理器上的抢占就会被禁止；甚至在单处理器上，也必须以同样的方式禁止抢占以避免竞态； 在拥有锁的时候避免休眠有时候很难做到，休眠可能发生在很多无法预期的地方，当我们编写需要在自旋锁下执行的代码时

摘自： https://www.cnblogs.com/wyc1994666/p/11748212.html 面试必问的Synchronized知道这些就可以了 Synchronized关键字算是Java的元老级锁了，一开始它撑起了Java的同步任务，其用法简单粗暴容易上手。但是有些与它相关的知识点还是需要我们开发者去深入掌握的。比如，我们都知道通过Synchronized锁来实现互斥功能，可以用在方法或者代码块上，那么不同用法都是怎么实现的,以及都经历了了哪些优化等等问题都需要我们扎实的理解。 1.基本用法 2.实现原理 2.1 同步代码块的实现 2.2 同步方法的实现 3.锁升级 3.1 Java对象头介绍 3.2 什么是锁升级 1.基本用法 通常我们可以把Synchronized用在一个方法或者代码块里，方法又有普通方法或者静态方法。 对于普通同步方法，锁是当前实例对象，也就是this public class TestSyn{ private int i=0; public synchronized void incr(){ i++; } } 对于静态同步方法，锁是Class对象 public class TestSyn{ private static int i=0; public static synchronized void incr(){ i++; } }

一、介绍 在多线程开发中，锁的使用基本必不可少，主要是为了解决资源共享时出现争夺而导致数据不一致的问题，也就是线程安全问题。锁的种类很多，在实际开发中，需要根据情况选择性的选取使用，毕竟使用锁也是消耗CPU的。 本人虽然一直有使用多线程进行开发，但是对于锁的使用和理解并不是特别的深入，这不看到一篇挺mark的博客： https://www.jianshu.com/p/a236130bf7a2 ，在此基础上稍添加点东西转载过来(尊重原创)，一是为了记录便于随时翻阅，而是为了写一遍加深印象，知识都是一个copy和attract的过程。 二、种类 1、互斥锁 概念：对共享数据进行锁定，保证同一时刻只能有一个线程去操作。 抢到锁的线程先执行，没有抢到锁的线程就会被挂起等待。 等锁用完后需要释放，然后其它等待的线程再去抢这个锁，那个线程抢到就让那个线程再执行。 具体哪个线程抢到这个锁是由cpu调度决定的。 常用： @synchronized：同步代码块 example:执行操作 /** *设置属性值 */ -(void)setMyTestString:(NSString *)myTestString{ @synchronized(self) { // todo something _myTestString = myTestString; } } example:创建单例 //注意

自旋锁与互斥锁 理论分析 互斥锁的问题 自旋锁应用场景 自旋锁实践 总结 自旋锁与互斥锁 自旋锁和互斥锁是多线程程序中的重要概念。 它们被用来锁住一些共享资源， 以防止并发访问这些共享数据时可能导致的数据不一致问题。 但是它们的不同之处在哪里？ 我们应该在什么时候用自旋锁代替互斥锁？ 理论分析 从理论上说， 如果一个线程尝试加锁一个互斥锁的时候没有成功， 因为互斥锁已经被锁住了， 这个未获取锁的线程会休眠以使得其它线程可以马上运行。 这个线程会一直休眠， 直到持有锁的线程释放了互斥锁， 休眠的线程才会被唤醒。 如果一个线程尝试获得一个自旋锁的时候没有成功， 该线程会一直尝试加锁直到成功获取锁。 因此它不允许其它线程运行(当然， 操作系统会在该线程所在的时间片用完时， 强制切换到其它线程)。 互斥锁的问题 互斥锁存在的问题是， 线程的休眠和唤醒都是相当昂贵的操作， 它们需要大量的CPU指令， 因此需要花费一些时间。 如果互斥量仅仅被锁住很短的一段时间， 用来使线程休眠和唤醒线程的时间会比该线程睡眠的时间还长， 甚至有可能比不断在自旋锁上轮训的时间还长。自旋锁的问题是， 如果自旋锁被持有的时间过长， 其它尝试获取自旋锁的线程会一直轮训自旋锁的状态， 这将非常浪费CPU的执行时间， 这时候该线程睡眠会是一个更好的选择。 自旋锁应用场景 在单核/单CPU系统上使用自旋锁是没用的，

我们知道，从 JDK1.6 开始，Java 对 Synchronized 同步锁做了充分的优化，甚至在某些场景下，它的性能已经超越了 Lock 同步锁。那么就让我们来看看，它究竟是如何优化的。 原本的问题 Synchronized 是基于底层操作系统的 Mutex Lock 实现的，每次获取锁和释放锁的操作都会带来 用户态 和 内核态 的切换，从而增加系统性能开销。 因此，在锁竞争激烈的情况下， Synchronized 同步锁在性能上就表现得非常糟糕，它也常被大家称为 重量级锁 。 到了 JDK1.5 版本，并发包中新增了 Lock 接口来实现锁功能，它提供了与 Synchronized 关键字类似的同步功能，只是在使用时需要显示获取锁和释放锁。 在单个线程重复申请锁的情况下，JDK1.5 版本的 Lock 性能要比 Synchronized 锁的性能好很多，也就是当时的 Synchronized 并不具备 可重入锁 的功能。 那么当时的 Synchronized 是怎么实现的？又为什么不具备可重入的功能呢？ Synchronized原理 JVM 中的同步是基于进入和退出管程（Monitor）对象实现的。每个对象实例都会有一个 Monitor，Monitor 可以和对象一起创建、销毁。 当多个线程同时访问一段同步代码时，多个线程会先被存放在 EntryList集合 （也可称为

Linux中的各种锁及其基本原理 1.概述 通过本文将了解到如下内容: Linux系统的并行性特征 互斥和同步机制 Linux中常用锁的基本特性 互斥锁和条件变量 2.Linux的并行性特征 Linux作为典型的多用户、多任务、抢占式内核调度的操作系统，为了提高并行处理能力，无论在内核层面还是在用户层面都需要特殊的机制来确保任务的正确性和系统的稳定运行，就如同一个国家需要各种法律条款来约束每个公民的行为，才能有条不紊地运转。 在内核层面涉及到各种软硬件中断、进线程睡眠、抢占式内核调度、多处理器SMP架构等，因此内核在完成自己工作的时候一直在处理这些资源抢占的冲突问题。 在用户层面的进程，虽然Linux作为虚地址模式操作系统，为每个进程开辟了独立的虚拟地址空间，伪独占式拥有资源，但是仍然存在很多场景不得不产生多个进程共享资源的问题，来完成进程间的通信，但是在Go语言中进程间的通信使用消息来完成，处理地更优雅一些。 在线程层面，线程作为进程的一部分，进程内的多个线程只拥有自己的独立堆栈等少量结构，大部分的资源还是过线程共享，因此多线程的资源占用冲突比进程更加明显，所以多线程编程的线程安全问题是个重难点。综上可知，无论在kernel还是user space都必须有一些机制来确保对于资源共享问题的解决，然后这个机制就是接下来要说的：同步和互斥。 3.同步和互斥机制 基本概念

重要网址 https://blog.csdn.net/wufaliang003/article/details/78797203 ABA问题详细介绍 一、什么是CAS操作 cas全称是compare and swap 比较交换 传入三个参数，旧的值、期待的值、想替换的值。会获得变量的之前的值，与期待的值相比，如果相同替换值给变量，如果不同返回false。 cas是unsafe类下的native方法，使用c++进行实现，主要是直接操作cpu指令进行原子性操作。 cas使用于低并发的场景。 二、CAS和synchronized适用场景 1、对于资源竞争较少的情况，使用synchronized同步锁进行线程阻塞和唤醒切换以及用户态内核态间的切换操作额外浪费消耗cpu资源； 而CAS基于硬件实现，不需要进入内核，不需要切换线程，操作自旋几率较少，因此可以获得更高的性能。 2、对于资源竞争严重的情况，CAS自旋的概率会比较大，从而浪费更多的CPU资源，效率低于synchronized。 使用CAS在线程冲突严重时，会大幅降低程序性能；CAS只适合于线程冲突较少的情况使用。而synchronized在jdk1.6之后，已经改进优化。synchronized的底层实现主要依靠Lock-Free的队列，基本思路是自旋后阻塞，竞争切换后继续竞争锁，稍微牺牲了公平性，但获得了高吞吐量

概述 在软件业发展的初期，程序编写都是以算法为核心的，程序员会把数据和过程分别作为独立的部分来考虑，数据代表问题空间中的客体，程序代码则用于处理这些数据，这种思维方式直接站在计算机的角度去抽象问题和解决问题，称为面向过程的编程思想。与此相对的是，面向对象的编程思想是站在现实世界的角度去抽象和解决问题，它把数据和行为都看做是对象的一部分，这样可以让程序员能以符合现实世界的思维方式来编写和组织程序。 面向过程的编程思想极大地提升了现代软件开发的生产效率和软件可以达到的规模，但是现实世界与计算机世界之间不可避免地存在一些差异。例如，人们很难想象现实中的对象在一项工作进行期间，会被不停地中断和切换，对象的属性（数据）可能会在中断期间被修改和变“脏”，而这些事件在计算机世界中则是很正常的事情。有时候，良好的设计原则不得不向现实做出一些让步，我们必须让程序在计算机中正确无误地运行，然后再考虑如何将代码组织得更好，让程序运行得更快。对于这部分的主题“高效并发”来讲，首先需要保证并发的正确性，然后在此基础上实现高效。本章先从如何保证并发的正确性和如何实现线程安全讲起。 线程安全 “线程安全”这个名称，相信稍有经验的程序员都会听说过，甚至在代码编写和走查的时候可能还会经常挂在嘴边，但是如何找到一个不太拗口的概念来定义线程安全却不是一件容易的事情，在Google中搜索它的概念，找到的是类似于