java锁相关

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• 目标
• JAVA中锁的概念
• 同步关键字synchronized
• synchronized底层原理
• 堆内存中的java对象

目标

锁是访问资源的凭据，会消耗资源。
wait会破会Synchronized的原子性，因为会释放锁。
Synchronized从使用到原理。

JAVA中锁的概念

冲突：指数据的不一致性。
自旋锁：CAS操作机制，循环尝试等待。

乐观锁：认为不会有冲突竞争情况，会进行比对判断，不一致则失败。CAS机制。
悲观锁：认为一直会冲突竞争情况，每次只有一个线程可以拿到锁。

独享锁：在同一时刻只会有一个线程拿到，互斥。
共享锁：在同一时刻可以被多个线程获取。

可重入锁、不可重入锁：线程拿到锁后，如果没有释放，可以再次获取该锁，则为可重入，同一个线程可以重复加锁，否则为不可重入会进入阻塞状态。平常使用的锁基本都是可重入锁。

公平锁、非公平锁：严格保证先来后到的顺序获取锁，则为公平锁，能插队则为非公平锁。

同步关键字synchronized

实例方法：作用于当前类实例。
静态方法：作用当前类对象。
锁消除：单个线程频繁使用synchronized进行加锁和解锁，则会进行jit优化，消除了锁。例如：StringBuffer。
锁粗化：

synchronized底层原理

堆内存中的java对象

1. java对象在内存中的布局
   
   堆中存储的实例对象，只会存储实例字段的值和对象头相关的元数据信息。
   padding为补齐占位符。
   静态字段、方法、相关代码、静态方法等类的结构信息（类的所有信息都是元数据）都存储在方法区中。

2. 对象头部
   Array length:存储的是数组对象的长度。
   Mark Word：实际上是对象当中，对象头部的一小段内存区域，存 储的值，主要包含5种属性。
   
   

   1. 如果对象未锁定，将状态拷贝到栈帧中的lock record中，通过CAS操作赋新值，即抢锁，修改成功后即抢锁成功，改为轻量级锁。
      
   2. 多个线程通过CAS抢锁，失败则会自旋，尝试次数过多就会升级成重量级锁（用到了另外一个对象Object monitor）。
      
      对象监视器（管程）：每个对象都会有一个对象监视器，抢锁成功后owner指向对应的线程。entryList存储抢锁失败的线程，其中的线程状态为blocked状态，避免频繁消耗cpu资源，此时对象头中的mark word的值变成重量级锁，其引用指向Object monitor对象。
      objectmonitor
      waitset:wait方法在synchronized方法中执行，进入到waitset中，线程状态为waiting，同时将锁释放。
      wait/notify在synchronized关键字中的情况。

3. 偏向锁
   概念理解：减少CAS资源的损耗，只有一个线程抢锁，存储的线程如果是当前线程则不需要抢锁，直接获取该锁，则为偏向锁，若是其它线程，则升级为轻量级锁。
   

   4. 锁的升级过程
      只有锁升级，没有锁降级。