Java多线程

存放类的<font color="#c41230">属性</font>数据信息，包括<font color="#c41230"><b>父类</b></font>的属性信息，如果是数组的实例部分还包括数组的长度，这部分内存按4字节对齐。<br>

由于虚拟机要求对象起始地址必须是 8 字节的整数倍。填充数据不是必须存在的，仅仅是为了字节对齐。

Mark Word（标记字段）

Class Point（类型指针）<br>

<span style="font-size: inherit;">&nbsp;1、</span><font color="#000000" style="font-size: inherit;">执行 </font><b style="font-size: inherit; color: rgb(196, 18, 48);">monitorenter </b><span style="font-size: inherit;">指令，当前线程将试图获取对象锁所对应的 monitor 的持有权，当对象锁的 </span><b style="font-size: inherit;"><font color="#c41230">monitor 的计数器</font></b><span style="font-size: inherit;">为 0，那线程可以成功取得 monitor，并将计数器值设置为 1，取锁成功。&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 2、倘若其他线程已经拥有对象锁的 monitor 的所有权，那当前线程将被阻塞，直到正在执行的线程执行完毕，即 <b><font color="#c41230">monitorexit</font></b> 指令被执行，执行线程将释放 monitor 并设置计数器值为 0，其他线程将有机会持有 monitor。&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 3、每条monitorexit命令都会对应monitorenter命令，<b><font color="#c41230">一一配对</font></b>。</span><br>

静态方法

非静态方法

使用的锁是synchronized中传入的对象，依据是否同一对象而决定否存在竞争

当线程竞争锁失败时，不直接阻塞自己，而是自旋（空等待，比如一个有限的for循环）一会儿，在自旋的同时重新竞争锁。如果在自旋结束前获得了锁，那么获取锁成功；否则自旋结束后阻塞自己

自旋锁可以减少线程阻塞造成的线程切换（包括挂起线程和恢复线程）

单核处理器情况下，不存在实际的并行。当前线程不阻塞自己，拥有锁的线程就无法执行，锁永远不会释放。进而，如果线程多而处理器少，自旋也会造成不少无谓的浪费自旋锁要占用CPU，如果是计算密集型任务，这一优化通常得不偿失，减少锁的使用是更好的选择如果锁竞争时间比较长，那么自旋通常不能获得锁，白白浪费自旋占用的CPU时间。这通常发生在所持有时间长，且竞争激烈的场景中，此时应主动禁用自旋锁

使用-XX:-UseSpinning参数关闭自旋锁优化；-XX:PreBlockSpin参数修改默认的自旋次数。

<b><font color="#c41230">自适应自旋</font></b>：对于同一个锁对象来说，如果自旋等待刚刚成功获取锁，并且持有锁的线程正在运行，那么虚拟机就会认为此次自旋也很有可能成功，进而它将允许自旋等待持续相对更长的时间，比如 100 个循环。如果对于某个锁，自旋很少成功获取过，那么在以后获取这个锁时将可能自动省略掉自旋过程，以避免浪费处理器资源。<br>

偏向锁的目标是减少无竞争且只有一个线程使用锁的情况下，使用轻量级锁产生的性能消耗

如果有其他线程申请锁，那么偏向锁很快就膨胀为轻量级锁。浪费了维持偏向锁的性能消耗

使用参数-XX:-UseBiasedLocking禁止偏向锁优化（默认打开）。

使用轻量级锁时，不需要申请互斥量，仅仅将Mark Word中的部分字节CAS更新指向线程栈中的Lock Record，如果更新成功，则轻量级锁获取成功。否则可以继续使用自旋锁获取或者升级为重量级锁

轻量级锁的目标是减少无实际竞争的情况下，使用重量级锁产生的性能消耗

如果锁竞争激烈，轻量级锁很快就将升级为重量级锁，那么维持轻量级锁的过程就成了浪费

内置锁在Java中被抽象成监视器锁（monitor）。监视器锁直接对应底层操作系统的互斥量（mutex）

这种同步方式成本非常高，包括系统调用引起的内核态和用户态切换、线程阻塞造成的线程切换等

<b><font color="#c41230">StringBuffer 是一个线程安全的类</font></b>，在它的 append 方法中有一个同步块，锁对象就是 sb，但是虚拟机观察变量 sb，发现它是一个<b><font color="#c41230">局部变量</font></b>，本身线程安全，并不需要额外的同步机制。因此，这里虽然有锁，但可以被安全的清除，在 JIT 编译之后，这段代码就会忽略掉所有的同步而直接执行。<br>

<b style="font-size: inherit;"><font color="#c41230">StringBuffer的append 方法</font></b><span style="font-size: inherit;">。如果虚拟机探测到了这样的操作，就会把加锁的同步范围扩展（粗化）到整个操作序列的外部。就是扩展到第一个 append 操作之前直至最后一个 append 操作之后，这样只需要加锁一次。</span><br>

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一个操作或者多次操作，要么都执行、要不都不执行。synchronized可以保证原子性

当一个线程对共享变量进行了修改，其他线程可以马上看到最新的值。volatile可以保证可见性

代码在执行过程中，编译器会对字节码进行冲重排序优化，无法保证代码的执行顺序就是编写代码的顺序。volatile可以禁止指令重排

CAS（Compare and Swap 比较并交换），当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。

数据版本机制，实现数据版本一般有两种，第一种是使用版本号，第二种是使用时间戳