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乐观锁和悲观锁

2021-05-22 19:31:55 阅读：216 来源： 互联网

标签：悲观对象乐观 CAS 线程 JVM new String

乐观锁和悲观锁：

CAS：Compare And Swap 比较和替换是乐观锁的一种

是一种轻量级锁，在java的JUC中很多工具类的时效件都基于CAS的；

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CAS保证线程安全的方法：

线程在读取数据时候不进行加锁，在准备写会数据的时候先去查询原值，操作的时候比较原始是否被修改，若未被其他先修改则写回，若已被修改，则重新执行读取流程。

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存在的问题：ABA问题：

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线程1进行读数据A，但是操作时间长没写回数据；
线程2进行读数据A；
然后线程2进行CAS对比原来还是A，可以修改为B；
线程3进行读数据B；
然后线程3进行CAS对比原来还是B，可以修改为A；
然后线程1结束操作准备写回数据，进行CAS比较原来还是A，写自己的数据。

其实数据是已经进行变化的，而A线程不知道而已；

解决：例如搞个自增的字段，操作一次就自增加一，或者搞个时间戳，比较时间戳的值。

而且CAS一直不成功会，相当于死循环，产生自旋，导致CPU压力变大。

unsafe

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底层硬件支持：最终执行时 lock cmpxchg指令 lock原子性，cmpxchg非原子性

悲观锁：JVM层的synchronize

加锁过程就相当于对临界资源的操作，PV操作，内部实施的就是一个monitor，这个留到后面来说

内存在内存中的布局：

在JVM中，对象在内存中分为四块区域，对象头（MarkWord）、类型指针（Class Pointer）、实例数据（Instance Data）、对其填充（Padding）。

三种就是对象头包含MarkWord和Class Pointer

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public class ObjecyStructure {
    public static void main(String[] args) {
        Object o = new Object();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
    }
}

前提都是压缩指针效果的：

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public class ObjecyStructure {
    public static void main(String[] args) {
        Object o = new Object();
        synchronized (o){
            int i = o.hashCode();
            System.out.println(i);
        }
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
    }
}

在这里插入图片描述

Mark Word：默认存储对象的HashCode，分代年龄和锁标志位信息。它会根据对象的状态复用自己的存储空间，也就是说在运行期间Mark Word里存储的数据会随着锁标志位的变化而变化。
Klass Point：对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例

那么时间synchronize是怎样进行所操作的呢？

synchronized 应用在方法上时，在字节码中是通过方法的 ACC_SYNCHRONIZED 标志来实现的。
synchronized 应用在同步块上时，在字节码中是通过 monitorenter 和 monitorexit 实现的。
- 每个对象对会有一个monitor相关联，当拥有了之后就会被锁住，并且有一个进行记录拥有次数的计数器，从0开始，有一个就加1一次。
- 当对象进行释放锁的时候，执行的是monitorexit指令，然后计数器在进行减1，当计数器为0 时，其他线程就可以进行获取。

Object o = new Object()在内存中占多少字节？

压缩的 Markword8+class pointer4+对象4+补齐4=20 或者对象空0 16字节

没压缩的：8+8+0+0=16

一个User user = new User（Integer id，String name）在内存中占多少字节？

MarkWord 8个、Class Pointer 4个，Instance（4+4个）、Padding 4个 24个字节

锁升级：

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并且锁不能降级，只能升级。

降级是JVM可以操作，没有实际意义，就是进行回收时。

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锁升级条件：

new----->偏向锁：指针之向就行,相当于上一个标签说明，直接对标志为加1就行；偏向锁关闭，或者多个线程竞争偏向锁怎么办呢？
偏向锁------>轻量级锁：跟MarkWord相关，JVM会在对应的线程的栈帧建立一个锁记录（Lock Record）的空间，用来存储锁对象的Mark Word 拷贝，使用LR的owner去指向当前对象。（产生了竞争关系）

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轻量级锁----->自旋锁----->重量级锁：自旋，过来的现在就不断自旋，防止线程被挂起，一旦可以获取资源，就直接尝试成功，直到超出阈值，自旋锁的默认大小是10次或者占一半内存资源升级为重量级锁，等待唤起

-XX：PreBlockSpin可以修改。

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锁消除

pub1ic void add(String strl,String str2){
StringBuffer sb = new stringBuffer();
sb. append(str1). append(str2);

我们都知道StringBuffer是线程安全的，因为它的关键方法都是被synchronized修饰过的，但我们看上面这段代
码，我们会发现，sb这个引用只会在add方法中使用，不可能被其它线程引用(因为是局部变量，栈私有)，因
此sb是不可能共享的资源，JVM 会自动消除StringBuffer对象内部的锁。

锁粗化

public String test(String str){
I
inti=0;
stringBuffer sb = new stringBuffer():
while(i < 100){
sb. append(str);
i++;
}
return sb. tostring():
}

JVM会检测到这样-连串的操作都对同一个对象加锁(while 循环内100次执行append,没有锁粗化就是执行100次加锁/解锁)，此时JVM就会将加锁的范围粗化到这一-连串的操作的外部(比如while虚幻体外)，使得这一连串操作只需要加一-次锁即可。

标签：悲观,对象,乐观,CAS,线程,JVM,new,String
来源： https://blog.csdn.net/weixin_44641846/article/details/117170238

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内存在内存中的布局：

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