學習筆記系列開頭慣例發布一些尋親消息

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• 多線程訪問共享資源沖突

  • 臨界區：一段代碼塊存在對共享資源的多線程讀寫操作，稱這段代碼塊為臨界區

  • 競態條件：多個線程在臨界區內執行，由于代碼的執行序列不同導致結果無法預測，稱發生了競態條件

• 一些線程安全的例子(什么時候加鎖什么時候不加)：

  • 局部變量是線程安全的（每個線程創建的棧內部獨立擁有）
    

  • 局部變量引用的對象：如果用的對象的公共變量，需要加鎖，因為對象在堆內
    

  • 局部變量引用的對象：如果用的是對象方法內的局部變量**（雖然這種情況下每個線程在堆內單獨擁有對象使用權，但是如果子類重寫方法，新加了線程，那么也會出現兩個線程共享局部變量的情況，所以盡量用final或者private將父類保護起來）**

  

  • 線程安全類：

    • string：在定義string類的時候，就已經聲明了final，所以不會出現子類繼承string，并且修改string的讀寫邏輯為多線程，所以對于單獨一個string來說，我們的讀寫是安全的，因為只有有一個線程進行讀寫，但是多個方法的組合之間可以插入不同的別的線程，所以不是原子或者說不是安全的。
      

• 

• 重量級鎖——synchronized【父母考核：我聽父母的，父母來決定我的owner，當追求者很多時，采用這種方案】

  • 加鎖room，別的線程會進入block，直到本線程釋放鎖，才會喚醒別的block線程，在這個過程中就算時間片輪完該線程，其他線程也無法喚醒

  • 用對象鎖的形式保證了臨界區代碼的原子性,避免多個線程一起執行同一段臨界區代碼，如果這個鎖沒有被用，那么就可以執行這段代碼

  • 鎖住對象和鎖住類對象是不同的，并不互斥（也就是說，在執行鎖住對象的時候，當這輪cpu片時間耗盡，cpu也會去執行鎖住類對象的操作，類對象鎖不會被阻塞）

    # 方法一
    synchronized（對象）# 方法二
    class Room {private int counter = 0;// 等價于 synchronized（this）public synchronized void increment() {counter++;}public synchronized void decrement() {counter--;}public synchronized int getCounter() {return counter;}
    }# 方法三
    class Test{// 等價于synchronized(Test.class)public synchronized static void test(){}
    }
    

  • Monitor

    • 對象頭

      • 普通對象：32bit的Mark Word（25位hashcode，每個對象都有自己的哈希碼，4位的GC分代，鎖狀態標志）+32bit的Klass Word(類型指針)

    • 數組對象：32bit mark word + 32bit klass word + 32bit的 數組長度

    

  • synchronized的原理：

    • 每次線程遇到synchronized（obj），會去檢查obj是否指向操作系統中的一個monitor，如果沒有指向那就將obj對象的mask word 修改為monitor的地址，并將鎖標志位從01改為10，將該線程置為monitor的Owner
    • 在此期間如果別的線程執行遇到synchronized（obj），那么就會索引到monitor，發現已經有別的owner，進入entrylist 變為BLOCKED狀態
    • 當前owner執行完成后，隨機喚醒一個BLOCKED線程，最后退出該對象時將自己的markword重置為hashcode等

    

  • 重量級鎖的線程自旋優化

    • 為了避免線程阻塞，發生上下文切換，從而自旋等待解鎖
    • 適合多核cpu，單核的cpu沒有自旋的意義，因為沒有額外的cpu可以來執行自旋（需要等你結束我才能執行，但是我還總要中途打擾你問你好了沒）
    • 自旋失敗：幾次自旋重試后還是得不到鎖就進行阻塞

• 輕量級鎖（操作系統自動創建，不需要我們顯式定義）【私定終生，我來決定我的owner】

  • 加鎖：線程中創建一個LOCK RECORD 00表示輕量級鎖，與對象頭交換mask信息（類似于一種密碼機制，只有當前線程完成后，才會把密碼信息還給對象，別人來訪問交換時這個對象已經是加鎖狀態）

  • 鎖重入：當前線程已經拿到鎖了，但是又執行了一遍synchronized(obj),這時會新建一個LOCK RECORD 00棧幀，數據這里會存儲null，說明其他棧幀已經拿到鎖了

  • 解鎖：如果是null，直接清除即可，不是null則需要將mask word恢復給對象

  

  • 鎖膨脹（追求者很多產生了競爭，發現決定權給到父母后，就需要與父母溝通）

    • 線程加輕量級鎖失敗，進入鎖膨脹流程，變成重量級鎖（修改原始密碼為monitor地址，owner置為當前線程，后續線程進入阻塞）
    • 原來線程的輕量級鎖解鎖失敗（因為密碼匹配不對，對象的密碼現在是monitor地址），需要進入重量級鎖的解鎖流程，即找到monitor對象，將owner置為null，并喚醒阻塞線程

  

• 偏向鎖（只有一個線程一直重復用偏向——》有別的線程也來用該對象就會撤銷變為輕量級鎖——》鎖之間有競爭交互就用重量級）

  • 原始：將對象的mask word與新建鎖棧幀的頭部信息交換（鎖重入都會嘗試交換信息，造成資源浪費）

  • 偏向：將對象的mask word修改為線程ID，鎖重入就不會新建鎖棧幀

  • 當前線程id釋放后，線程id還是不會改變，該對象已經從屬于該主線程

  • 

  • ban掉偏向鎖的方法

    • 當一個可偏向的對象調用了hashcode就會ban掉偏向鎖
    • 當對象已經偏向一個線程了，另一個線程也來用該對象，但是不競爭，就會變為輕量級（線程id部分變為鎖記錄指針），如果競爭交互就是重量級
    • 調用wait，notify也會撤銷，因為wait，notify只有重量級有

  • 批量重偏向

    • 超過一定閾值數量（20）的對象都在撤銷偏向鎖，就會認為偏向設置的線程有誤，因此會將所有的對象偏向鎖改為別的線程
    • 撤銷的性能消耗比較大
    • 批量執行

  • 批量撤銷

    • 撤銷超過閾值（40）的對象都在撤銷偏向鎖換輕量級（說的是所有線程的總數），偏向就要求整個類原始對象和新對象不再偏向，直接輕量級

• JIT即時編譯進行逃逸分析

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• sleep和wait的區別（狀態都是timewaiting）

  • sleep是線程的方法，執行時不會放棄鎖：相當于屋子內的人把門鎖死，直到醒來檢查一下資源是否滿足

  • wait是對象A的方法，會放棄鎖，需要notify叫醒：屋子內的人發現缺資源就出來在門外等著A.wait()，等到資源滿足執行notify【這種方法可以通過資源的識別需要通過while條件來判斷】

    • synchronized(lock){while(資源不滿足){lock.wait();}// 干活
      }synchronized(lock){lock.notifyAll()
      }