Java多线程之间如何通信(java多线程yield())

导语：java多线程之synchronized

synchronized的作用

synchronized作为java的一个关键字，用来保证同一时刻最多只有一个线程执行synchronized修饰的方法/代码块，保证线程安全，解决多线程并发问题。

synchronized原理依赖于JVM monitorenter和monitorexit两个字节码指令底层通过一个监视器对象(monitor)完成，wait()、notify()等方法也依赖于monitor对象，monitor(监视器锁)本质依赖于底层操作系统的互斥锁(Mutex Lock)实现

早期的JDK中,synchronized是重量级的，需要去操作系统申请，完全依赖于操作系统内部的互斥锁，需要进行用户态到内核态的切换

在JDK1.6进行了锁升级,分别为偏向锁、自旋锁(轻量级锁)、重量级锁

锁升级

在synchronized中，锁存在四种状态，分别为无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁

偏向锁偏向锁原理

对于同一个线程多次获得锁，使用偏向锁。一个线程在访问加了synchronized修饰的代码块时，会在对象头中存储当前线程的id，之后该线程进入和退出时，不需要再次加锁和释放锁，而是直接比较对象头里是否存储了指向当前线程的偏向锁

使用偏向锁逻辑

获取偏向锁

首先获取锁对象的Markword，判断是否处于可偏向状态（biased_lock=1、且ThreadId为空）如果是可偏向状态，则通过CAS操作，把当前线程的ID写入到Markword，如果成功，获得偏向锁，CAS失败，表示当前锁存在竞争，需要撤销已获得偏向锁的线程，升级为轻量级锁如果是已偏向状态，检查markword中存储的ThreadId是否为当前线程ThreadId，如果不是，说明当前锁已经偏向于其他线程，需要撤销，并升级为轻量级锁

撤销偏向锁

原获得偏向锁的线程如果已经退出了临界区，也就是同步代码块执行完了，这时会把对象头设置成无锁状态并且争抢锁的线程可以基于CAS重新偏向如果原获得偏向锁的线程的同步代码块还没执行完，处于临界区之内，把原获得偏向锁的线程升级为轻量级锁，继续执行代码块

可以使用jvm参数 UseBiasedLocking来设置是否使用偏向锁

轻量级锁轻量级锁加锁逻辑线程在栈帧中创建锁记录LockRecord将锁对象的对象头中markword复制到线程创建的锁记录中将锁记录中Owner指针指向锁对象将锁对象的对象头的markword替换为指向锁记录的指针

轻量级锁在加锁过程中，用到了自旋锁

锁在自旋的时候会消耗cpu，一直在for循环，默认情况下是自旋10次，可以使用jvm参数preBlockSpin来修改

轻量级锁解锁

解锁是获得锁的逆向逻辑，通过CAS操作把线程栈帧中的LockRecord替换到对象的Markword中，如果成功表示没有竞争，如果失败，表示当前锁存在竞争，轻量级锁会成为重量级锁。

重量级锁重量级基本原路

使用monitorenter/monitorexit获取和释放monitor监视器，使得其它被阻塞的线程可以尝试去获得这个监视器monitor，依赖于操作系统的MutexLock(互斥锁)来实现的，线程被阻塞后进入内核(Linux)调度状态，会导致系统在用户态和内核态之间来回切换，验证影响锁的性能。

synchronized的使用

锁当前对象  synchronized(this){}等价于 锁整个方法synchronized method(){}

锁当前类 synchronized(T.class){}等价于  锁静态方法synchronized static method(){}

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