Synchronized

1問：什么時候需要synchronized？

1答：synchronized是一把可重入的排他鎖。鎖有個專門的名字：對象監(jiān)視器（Object Monitor）在多個線程操作共享數(shù)據(jù)的時候，保證對共享數(shù)據(jù)訪問的線程安全性。在JDK1.6之前，它是一個重量級鎖的角色，但是在JDK1.6之后對synchronized做了優(yōu)化，有了鎖升級的過程。偏向鎖->輕量級鎖->OS重量級鎖。。（IT楓斗者怎么樣）

2問：使用Synchronized關(guān)鍵字需要注意什么？

2答：

• Synchronized使用時需要注意的地方鎖對象不能為空。

  鎖對象的信息是保留在對象頭中的，如果對象為空，則鎖的信息也就不存在了。

• 作用域不宜過大

  synchronized代碼塊的代碼量不宜過多，如果把過多的代碼放在其中，程序的運行會變?yōu)榇校俣葧陆?。各個線程并行可以提高效率，我們應(yīng)該僅把那些影響線程安全的代碼，放入synchronized代碼塊中，串行執(zhí)行；不需要考慮線程安全的代碼，并行執(zhí)行，達(dá)到效率最高。

• 避免死鎖

  避免讓線程對鎖持有并等待的情況出現(xiàn)

3問：synchronized能用在哪些地方？

3答：

• 當(dāng)synchronized作用在實例方法時，監(jiān)視器鎖（monitor）便是對象實例（this）；

• 當(dāng)synchronized作用在靜態(tài)方法時，監(jiān)視器鎖（monitor）便是對象的Class實例，因為Class數(shù)據(jù)存在于永久代，因此靜態(tài)方法鎖相當(dāng)于該類的一個全局鎖；

• 當(dāng)synchronized作用在某一個對象實例時，監(jiān)視器鎖（monitor）便是括號括起來的對象實例；（IT楓斗者怎么樣）

4問：Sychornized是否是公平鎖？

4答：不是公平鎖

5問：聊聊synchronized加鎖流程

5答：由于HotSpot的作者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)情況下，鎖不僅不存在多線程競爭，而且總是由同一線程多次獲得，為了讓線程獲得鎖的代價更低從而引入偏向鎖。偏向鎖在獲取資源的時候會在鎖對象頭上記錄當(dāng)前線程ID，偏向鎖并不會主動釋放，這樣每次偏向鎖進(jìn)入的時候都會判斷鎖對象頭中線程ID是否為自己，如果是當(dāng)前線程重入，直接進(jìn)入同步操作，不需要額外的操作。默認(rèn)在開啟偏向鎖和輕量鎖的情況下，當(dāng)線程進(jìn)來時，首先會加上偏向鎖，其實這里只是用一個狀態(tài)來控制，會記錄加鎖的線程，如果是線程重入，則不會進(jìn)行鎖升級。獲取偏向鎖流程：

輕量級鎖是相對于重量級鎖需要阻塞/喚醒涉及上下文切換而言，主要針對多個線程在不同時間請求同一把鎖的場景。輕量級鎖獲取過程：

當(dāng)有多個鎖競爭輕量級鎖則會升級為重量級鎖，重量級鎖正常會進(jìn)入一個cxq的隊列，在調(diào)用wait方法之后，則會進(jìn)入一個waitSet的隊列park等待，而當(dāng)調(diào)用notify方法喚醒之后，則有可能進(jìn)入EntryList。重量級鎖加鎖過程:

6問：鎖得升級過程你了解嗎？
6答：以下是32位對象頭描述

synchronized鎖的膨脹過程：當(dāng)線程訪問同步代碼塊。首先查看當(dāng)前鎖狀態(tài)是否是偏向鎖(可偏向狀態(tài))（IT楓斗者怎么樣）

• 如果是偏向鎖：

1、檢查當(dāng)前mark word中記錄是否是當(dāng)前線程id，如果是當(dāng)前線程id，則獲得偏向鎖執(zhí)行同步代碼塊。2、如果不是當(dāng)前線程id，cas操作替換線程id，替換成功獲得偏向鎖(線程復(fù)用)，替換失敗鎖撤銷升級輕量鎖(同一類對象多次撤銷升級達(dá)到閾值20，則批量重偏向,這個點可以稍微提一下,詳見下面的注意)（IT楓斗者怎么樣）

• 升級輕量鎖

升級輕量鎖對于當(dāng)前線程，分配棧幀鎖記錄lock_record(包含mark word和object-指向鎖記錄首地址)，對象頭mark word復(fù)制到線程棧幀的鎖記錄?mark word存儲的是無鎖的hashcode(里面有重入次數(shù)問題)。

• 重量級鎖(純理論可結(jié)合源碼)

CAS自旋達(dá)到一定次數(shù)升級為重量級鎖(多個線程同時競爭鎖時)存儲在ObjectMonitor對象，里面有很多屬性?ContentionList、EntryList?、WaitSet、?owner?。當(dāng)一個線程嘗試獲取鎖時，如果該鎖已經(jīng)被占用，則該線程封裝成ObjectWaiter對象插到ContentionList隊列的對首，然后調(diào)用park掛起。該線程鎖時方式會從ContentionList或EntryList挑 一個喚醒。線程獲得鎖后調(diào)用Object的wait方法，則會加入到WaitSet集合中(當(dāng)前鎖或膨脹為重量級鎖)（IT楓斗者怎么樣）

注意:

CAS

7問：CAS流程是怎樣的？

7答：CAS機(jī)制中使用了3個基本操作數(shù)：內(nèi)存地址V，舊的預(yù)期值A(chǔ)，要修改的新值B。當(dāng)且僅當(dāng)舊的預(yù)期值A(chǔ)和內(nèi)存地址V對應(yīng)的值相同時，才將內(nèi)存值修改為B，否則什么都不做，最后返回現(xiàn)在的V值。簡單理解為這句話：我認(rèn)為V的值應(yīng)該是A，如果是A的話我就把他改成B，如果不是A的話（那就證明被別人修改過了），那我就不修改了，避免多人同時修改導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯。換句話說：要想修改成功，必須保證A和V中的值是一樣的，修改前有個對比的過程。（IT楓斗者怎么樣）

8問：CAS有哪些缺點？

8答：

• 高并發(fā)情況下CPU開銷大。因為每次對比發(fā)現(xiàn)被改了后就會獲取新值，重復(fù)進(jìn)行此過程。

• ABA問題?？梢圆扇tomic包下的 AtomicStampedReference<E> ，它通過包裝[E,Integer]的元組來對對象標(biāo)記版本戳stamp，從而避免ABA問題。

• 不能保證代碼塊的原子性，只能保證單個變量的原子性。

9問：CAS的ABA問題了解嗎？（可舉例說明）（IT楓斗者怎么樣）

9答：

10問：CAS能保證原子性嗎？

10答：CAS只能保證單個變量的原子性，不能保證代碼塊或者多個變量共同進(jìn)行原子性的更新。這時候就需要鎖的支持了，比如synchronized、Lock接口。

11問：CAS和Synchronized啥區(qū)別？

11答：

• 從思想上來講，Synchronized屬于悲觀鎖，悲觀的認(rèn)為程序中的并發(fā)情況嚴(yán)重，所以嚴(yán)防死守，高并發(fā)情況下效率低下。而CAS屬于樂觀鎖，樂觀的認(rèn)為程序中的并發(fā)情況不那么嚴(yán)重，所以讓線程不斷去重試更新。但實際上Synchronized已經(jīng)改造了，帶有鎖升級的功能。效率不亞于cas。

• CAS是個思想，具體實現(xiàn)在atomic下有很多工具類。而synchronized是個關(guān)鍵字，可以直接拿來用。

• CAS只能保證單個變量更新的原子性，synchronized能保證一段代碼塊的原子性。（IT楓斗者怎么樣）