多线程---再次认识volatile，Synchronize，lock

Posted 2023-02-17 wangdan1030

    在多线程中我们常用的保证共享变量的方法有很多，现在我们介绍其中的一种，volatile，也是效率最高的一种。    一 、volatile的意义：             为了确保共享变量能被正确和一致的更新，字段被声明称volatile，java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的。volatile变量修饰符如果使用恰当的话，它比synchronize的使用和执行成本更低，因此它不会引起线程上下文的切换和调度。
   二 、如何保证所有线程看到的这个变量的值是一致的？  源码中有这样一句， instance = new Singleton（）；说明这是一个单例，任何线程请求的都是这一个对象。生成汇编代码：
 在汇编代码中会出现 一个lock前缀，有这个前缀会发生两件事： 1.当前处理器的缓存行的数据都会写回到系统内存。 2.这个写回内存的操作会引起其他CPU缓存的该内存地址的数据无效。 为什么好多的都设64个字节，或是hash的一些默认空间设置成16个，原因与处理器结构有关，一般处理器缓存的额告诉缓存行时64个字节宽，换句话说他可以放16个对象，所以追加字节能优化性能。一些我们常见的java集合都是默认的设置空间为16。   三 、 与Synchronize、lock的区别
       1.synchronize是一种机制，可加在方法上，也可以加载语句块上；lock是一个对象，多线程需要一个ReentrantLock才能实现锁机制。        2.synchronize是托管给JVM管理的，lock是java代码写的控制锁的实现。        3.synchronized采用的是悲观锁机制，线程获得的是独占锁，只能依靠阻塞来等待线程释放锁。而且CPU转换线程时上下文切换回引起新城竞争锁，使得效率降低。lock 采用的是乐观锁机制，乐观锁其实就是不加锁，一直去操作，失败就重新操作，直到成功为止，效率高很多。 4.当竞争不激烈的时候synchronize的性能好一点儿，但是当竞争激烈的时候lock的性能要很多。    四 、在JVM中锁是如何工作的：
         1.java对象头：hashcode，锁，分代年龄。在运行期间MarkWord 里存储的数据会随着锁标志位的变化而变化，可能变化为下面的数据：        
        2锁的状态：无锁状态，偏向锁状态，轻量级锁状态，重量级锁状态。         3 锁状态比较：

锁	优点	缺点	适用场景
偏向锁	加锁和解锁不需要额外的消耗，和执行非同步方法比仅存在纳秒级的差距	如果宣布从个别个驻华吧创业板在锁竞争，会带来额外的锁撤销的消耗	适用于只有一个线程访问同步块场景
轻量级锁	竞争的线程不会阻塞，提高了程序的效应速度	如果始终得不到锁竞争的线程使用自旋会消耗CPU	追求相应时间，同步块儿执行速度非常快
重量级锁	线程竞争不适用自旋，不会消耗CPU，但是枷锁解锁过程会消耗CPU，	线程阻塞，相应时间缓慢	追求吞吐量，同步块执行速度较长