多线程-sychronized锁膨胀

什么是cassychronized？

1. cas的定义：在操作系统中，cas通常代表“Compare And Swap它是一种解决并发访问问题的原子操作。具体来说，CAS操作将比较和交换内存位置的值。只有当内存位置的值等于预期值时，新值才会写入该位置。如果内存位置的值与预期值不相等，则表明内存位置已被其他线程修改，CAS操作不会进行任何修改，并返回失败状态。
2. cas所涉及的指令：cpmxchg,他通常和自旋锁在一起（spin lock）这个自旋锁在os//c++实现略有不同，具体如下：看os
3. spininux内核下的linux lock

typedef struct spinlock {        union {                atomic_t count;        };} spinlock_t;

1. c++中spin lock

#include <atomic>  // class头文件 SpinLock {public:    SpinLock() { flag.clear(std::memory_order_release); }        void lock() {        while (flag.test_and_set(std::memory_order_acquire)) ;  // 忙等待    }        void unlock() {        flag.clear(std::memory_order_release);    }private:    std::atomic_flag flag;};

在多线程序中，CAS可以用来保证数据的一致性和正确性，防止竞争条件等问题。因此，CAS操作是许多并发编程框架和实现中常用的技术之一。

什么是公平锁，什么是公平锁，先说reentrantlock。

1. 结论:公平和非公平锁的区别在于抢锁前是否排队。一旦你进入团队，你将永远排队

1. 公平锁紧逻辑：线程进入-调用lock方法-tryacquire 获取当前线程，判断锁的状态是否为0，锁是否被持有——如果没有人持有，看看是否排队，如果有人排队；如果锁被持有，锁失败，自己进入队，如果你是手持，选择再次尝试锁）

1. 非公平锁抢锁逻辑:线程进入-调用lock方法-然后tryacquire(这里的具体行为如下:获取当前线程-获取锁状态是否为0-”，判断是否被持有。如果被持有，就会自旋等待。如果你成功了，你就会得到锁。如果你失败了，进入队列。这个时候，你会看一个节点是不是head。如果你选择一次试图拿到锁，
2. 这是别人画的图片，讲述整个过程
3. 队列:刚才说到入队，队列的数据结构如下

public class Node{volatile Node prev;volatile Node next;volatile Thread thread;}

关于synchronized是否公平锁定

1. 正如上面所说，是否公平取决于入队前是否抢锁，入队后总是排队

锁的基本知识

首先，介绍锁和内存分布

1. 无锁：分为101 无锁可以偏向或偏向锁。如果前52个字符不是0，则表示偏向锁。前52位是偏向线程id。如果后3位是001，则表示无锁。以下是相应的情况

1. 轻量锁 00，一个64位，前62位是指针，看后两位
2. 重新加锁和重新加锁的区别
3. 偏向于锁膨胀的具体过程，结合c++代码
4. 偏向锁的获取过程中，首先有一个锁对象lock，在当前线程下创建lockrecord，然后判断锁是否自己持有，是否过期，然后拿到锁。这就是偏向锁。第一次获得，比如第二次获得，还是会建立lockrecord，判断自己是否持有过期。如果满意，不需要cas就能拿到锁，所以性能最好。释放的过程是从栈中找到相应的lockrecord释放
5. 轻量级锁:假设T1释放了偏向锁，T2进来拿锁，此时需要先撤销偏向(简单来说，撤销偏向被放置为无锁001)，其内存变化如下:(见c++文件重写)
6. 这时，如果t2释放锁，t3来了，t3先生成无锁markword 然后displacedword在lockrocrd中 设置为markword，然后cas判断当前对象头和内存中对应的markword是否相等。如果相等，将对象头中的markword修改为指向lockrecord的指针，同时，将对象头中markword的后两位改为00；

 

4.  轻量锁膨胀为重量锁:T3修改前，T4进来完成T3要完成的操作，T3加锁失败后会膨胀，涉及到 pthredmutex;

1. 批量偏差涉及连续偏差取消20次和40次的两个阈值：结论：当取消偏差超过锁阈值时 20 次后，jvm 会这样想，我是不是偏向错了，因此，在锁定这些对象时，它会再次偏向t2；当偏向锁被取消40次时，认为对象设计有问题；然后JVM将取消对应对象类别的所有对象；新的实例对象也不可偏向
2. 锁膨胀流程图：

大概逻辑如上图，这里的文字版；

获得锁的对象lockeee->创建lockrecord->让lockrecordobj关联lockee->获取lockee的头信息-此时判断是否偏向锁(这里有一些细节，比如初始化01，看了一遍也记不住)

1.是偏向锁，获取当前线程ID，看看是否偏向自己，如果偏向自己，看看是否关闭偏向锁，如果关闭偏向锁升级为轻锁；如果不关闭，看看是否过期或偏向他人，创建偏向自己的马克，设置对象头，成功获得锁，升级为轻锁；

2.不偏向锁升级为轻量锁

不爱世间浮华，不写红尘纷扰