并发编程10-线程安全及锁总结

1.概要总结

1.1. 大纲总结

出现线程安全性问题的条件
在多线程的环境下
必须有共享资源
对共享资源进行非原子性操作
解决线程安全性问题的途径
synchronized （偏向锁，轻量级锁，重量级锁）
volatile
JDK提供的原子类
使用Lock（共享锁，排它锁）

1.2. 线程总结

• 出现线程安全性问题的条件
• • 在多线程的环境下
• • 必须有共享资源
• • 对共享资源进行非原子性操作
• 解决线程安全性问题的途径
• • synchronized JDK6升级后（偏向锁，轻量级锁，重量级锁）
• • volatile 线程可见,保证读写可见,不保证原子性
• • JDK提供的原子类
• • 使用Lock（共享锁，排它锁）,AQS,ReentrantLock,ReReadWriteLock–
• • 单例模式及双重检查,模板方法模式
• 认识的“*锁”
• • 偏向锁
• • 轻量级锁
• • 重量级锁
• • 重入锁
• • 自旋锁
• • 共享锁
• • 独占锁
• • 排他锁(互斥锁)
• • 读写锁
• • 公平锁
• • 公平/非公平锁
• • 死锁
• • 活锁
• • 内置锁

2.锁

2.1 锁原理

任何对象都可以作为锁，那么锁信息又存在对象的什么地方呢？ ==> 存在对象头中
对象头中的信息有:

• Mark Word(锁相关信息在这里,几种类型标志位,不同标志位不同信息)

  • • 线程id
  • • Epoch
  • • 对象的分代年龄信息
  • • 是否是偏向锁
  • • 锁标志位

• Class Metadata

• Address

• Array Length

• JVM规范规定JVM基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步，但两者的实现细节不一样。

• 代码块同步是使用monitorenter和monitorexit指令实现，而方法同步是使用另外一种方式实现的，细节在JVM规范里并没有详细说明，但是方法的同步同样可以使用这两个指令来实现。

• monitorenter指令是在编译后插入到同步代码块的开始位置，而monitorexit是插入到方法结束处和异常处， JVM要保证每个monitorenter必须有对应的monitorexit与之配对。任何对象都有一个 monitor 与之关联，当且一个monitor 被持有后，它将处于锁定状态。线程执行到 monitorenter 指令时，将会尝试获取对象所对应的 monitor 的所有权，即尝试获得对象的锁。