进程内并发（synchronized，volatile，cas）

线程周期#

synchronized锁可重用#

synchronized底层实现，早期JDK，重量级os实现

synchronized(Object)#

这个Object不能用String常量、Integer、Long

• markword记录线程ID（偏向锁）
• 如果线程争用，升级为 自旋锁 (while反复判断能否进入临界区)
• 10次以后，升级为重量级锁（进入等待队列）

自旋锁占用CPU，但不访问OS，在用户态，不在内核态

执行时间短，线程数少，自旋锁

执行时间长，线程多，系统锁

Volatile#

保证线程可见性（无法保证原子性即无法替代synchronized关键字）#

缓存一致性协议额

MESI

禁止指令重排cpu#

• DCL单例
• Double Check Lock
• loadfence原语指令
• storefence原语指令

CAS（无锁优化 自旋，原语级别）#

Compare And Swap

使用AtomicInteger实现锁（无锁/乐观锁）#

public class _AtomicInteger{
  AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
  void m(){
    for(int i = 0; i < 10000; i++){
      count.incrementAndGet();// count++
    }
  }
}

伪代码#

cas(V, Expected, New Value){
  if(V == E){
    V = New
    // try ag or fil
  }
}

ABA问题#

某个线程执行过程中，先修改integer的值，然后执行具体方法，然后又把integer的值改回来

• 解决方法：加版本号
• A:1 B:2 A:3
• cas(version)

版本号可以通过API AtomicStampedReference 实现

如果是基础类型，没有影响，如果是引用类型，可能线程对有间接寻址的对象做出改变，会导致无法判断

Unsafe（可以和C++一样直接操作内存）#

内存管理

包括分配内存、释放内存等

利用copyMemory方法，我们可以实现一个通用的对象拷贝方法，无需再对每一个对象都实现clone方法，当然这通用的方法只能做到对象浅拷贝

非常规的对象实例化

allocateInstance()方法提供了另一种创建实例的途径

通常我们可以用new或者反射来实例化对象，使用allocateInstance()方法可以直接生成对象实例，且无需调用构造方法和其它初始化方法

这在对象反序列化的时候会很有用，能够重建和设置final字段，而不需要调用构造方法

操作类、对象、变量。

这部分包括了staticFieldOffset（静态域偏移）、defineClass（定义类）、defineAnonymousClass（定义匿名类）、ensureClassInitialized（确保类初始化）、objectFieldOffset（对象域偏移）等方法

数组操作

这部分包括了arrayBaseOffset（获取数组第一个元素的偏移地址）、arrayIndexScale（获取数组中元素的增量地址）等方法

arrayBaseOffset与arrayIndexScale配合起来使用，就可以定位数组中每个元素在内存中的位置

多线程同步

包括锁机制、CAS操作等

挂起与恢复

这部分包括了park、unpark等方法

内存屏障

这部分包括了loadFence、storeFence、fullFence等方法。这是在Java 8新引入的，用于定义内存屏障，避免代码重排序

• loadFence() 表示该方法之前的所有load操作在内存屏障之前完成
• storeFence()表示该方法之前的所有store操作在内存屏障之前完成
• fullFence()表示该方法之前的所有load、store操作在内存屏障之前完成