马士兵多线程直播笔记（上）

线程与进程

• 进程：操作系统分配资源的基本单位。
• 线程：CPU调度（执行）的基本单位。共享进程的资源。

　　一个CPU同一时间只能执行一个线程，表象是线程切换（Context Switch）。对CPU来说，寄存器存数、ALU计算、PC（程序计数器）记录位置。

线程切换过程

　　线程时间结束后，当前整个状态（PC、寄存器等）全部拿出去放到缓存或者内存中，也成为保护现场。

线程一定是越多越好吗

　　不，过多线程的切换需要资源较多。

JVM级别线程

　　Class启动的Thread，JVM级别线程，对应操作系统内核线程。

　　当然JVM没有规定一一对应关系，但是HotSpot实现，JVM线程：内核线程=1：1。可参见：https://www.cnblogs.com/MrSaver/p/12987454.html。还是一种线程模型是，用户级别线程，通过虚拟的PC、虚拟寄存器，管理属于用户空间的线程，轻量级的线程——协程，纤程。短计算场景下优于内核线程。

注：JDK1.2之前，Synchronized由OS帮忙管理，非常的重量级锁。

锁的本质

　　锁定对象，可参见：https://www.cnblogs.com/MrSaver/p/13024132.html。锁上面有等待队列，以实现调度。

CAS

　　这样的代码，结果一定不是一百万。注意，加Volatile没有用！

　　　　

　　CAS（Compare And Swap），最底层是native代码，由操作系统负责实现。乐观锁，马士兵称之为自旋锁，本质死循环，但是一定能有执行成功的时候！

　　

问1：如何处理ABA问题?

答：加版本处理。

问2：为什么会比重量级锁效率高?

答：伪命题，未必，即使经历过用户空间的优化，具体问题具体分析。

　　自旋是消耗CPU资源的，如果锁的时间长，或者自旋线程多，CPU会被大量消耗。重量级锁有等待队列，所有拿不到所得进入等待队列，不需要消耗CPU资源。 

问3：原子性如何实现！

答：硬件指令集提供，见下代码！

　　

　　进入之后，汇编命令：CMPXCHG。

　　

JOL（Java Object Layout）与锁

　　对象的内存布局打印信息如下：

　　

　　当我们给对象加Synchronized锁后，再打印JOL信息：

　　

　　MarkWord锁内容具体如下：

　　

偏向锁

　　偏向锁也是JDK1.6中引入的一项锁优化。目的是在无竞争的情况下把整个同步都消除掉，包括CAS操作。这个锁会偏向于第一个获得它的线程，如果在接下来的执行过程中，该锁没有被其他线程获取，则持有偏向锁的线程讲永远不需要进行同步。但是一旦有另外一个线程去尝试获取这个锁时，偏向模式就宣告结束，撤销偏向后恢复到未锁定（01）或轻量级锁定（00）状态。

　　在统计学分析下，一个锁大多数情况下只有一个线程再用，比如Vector、StringBuffer很多方法都会有Synchronized，但是通常业务下只有一个线程在用。

锁升级过程

　　总体路径：无锁——偏向锁——自旋锁——重量级锁。

　　多线程竞争下，偏向锁（放在MarkWord）撤销先变为自旋锁（CAS方式），重度竞争的情况下，线程较多的情况下，升级为重量级锁。