并发编程的艺术：第二章

第二章：Java并发机制的底层实现原理

Java代码在编译之后会生成字节码文件，也就是.class文件。class文件经过类加载器的加载到JVM中，JVM解释字节码文件，最终转化为汇编指令在CPU上执行。Java中所使用的并发机制依赖于JVM的实现和CPU的指令

2：volatile

保证了所有变量的内存可见性
修改完之后，就会立即写入内存，并且告诉各个CPU中的缓存失效
汇编指令：LOCK
- 将当前的缓存行写入内存中
- 锁总线，或者是锁缓存
- 告诉其他的COU缓存的数据无效

3：synchronized

1：锁的对象

普通的同步方法，锁的是该实例
static静态方法，锁的是class对象
同步方法块，锁的是括号中的对象

2：原理

JVM基于进入和退出monitor对象来实现方法同步和代码块进行同步。代码块的同步时使用monitorenter和monitorexit指令进行实现的，但是方法的同步不是。
monitorenter指令是在编译后插入到同步代码块开始的位置，monitorexit是在方法结尾的地方，当有一个monitor被持有的时候，他就会处于锁定的状态。线程执行到monitor的时候，就会尝试获得对象所持有的锁。

3：Java对象头

mark word 对象头
- hashcod GC年龄锁（一位是偏向锁，两位锁的标志）
- 偏向锁：线程ID + Epoch + GC年龄 + 1 + 01
  - Epoch表示重偏向了几次，记录偏向锁被撤销的次数，当次数达到阈值的时候，就不会分配偏向锁。
- 轻量级锁：指向栈中锁记录的指针 + 00
- 重量级锁：指向互斥量的指针 + 10
- GC标记：空 + 11
存储该对象类型数据的指针

4：锁的升级

偏向锁
- 对象头和锁记录中存放偏向的线程ID
轻量级锁
- JVM会在当前的线程栈中创建用于存储锁记录的空间，并将对象头中的mark word复制到锁记录中，即displaced mark word。
- 然后线程进行CAS将对象头中的mark word替换为指向锁记录的指针，如果成功，当前的线程获得锁。
重量级锁
- 线程堵塞，响应时间缓慢

5：实现原子操作

总线加锁
- 处理器提供一个LOCK信号，当一个处理器在总线上输出此信号的时候，其他处理器的请求将会被阻塞，该处理器可以独占共享内存
缓存锁
- 写回的时候，不再发送LOCK信号，而是修改内部的内存地址，并通过缓存一致性的机制来保证操作的原子性。阻止两个以上的CPU同时修改自己的缓存信息
  - 数据不能被缓存在处理器内部的时候，或者是跨多个缓存行的时候，就不能使用缓存锁
  - 有一些处理器不支持缓存锁定

6：Java实现原子操作

CAS
- CAMXCHG
- 三大问题
  - ABA
  - 循环性能问题
  - 只能改变单个变量
锁机制

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第二章：Java并发机制的底层实现原理

2：volatile

3：synchronized

1：锁的对象

2：原理

3：Java对象头

4：锁的升级

5：实现原子操作

6：Java实现原子操作

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