深入理解JAVA虚拟机阅读笔记6——线程安全与锁优化

线程安全：如果一个对象可以安全的被多个线程同时使用，那它就是线程安全的。

一、Java中的线程安全

1.不可变

　　不可变的对象一定是线程安全的。String、枚举类型、java.lang.Number的部分子类如Long和Double等数值包装类型，BigInteger和BigDecimal等大数据类型。

　　AtomicInteger和AtomicLong并非是不可变的。

2.绝对线程安全

　　如Vector类是线程安全的，但是如果多个线程同时对Vector数据进行增加或者减少，那么Vector线程不是绝对线程安全的。

3.相对线程安全

　　单独操作是线程安全的，连续操作需考虑同步问题。

4. 线程兼容

5. 线程独立

二、线程安全的实现方法

1. 互斥同步（阻塞同步）

基本概念：

　　同步是指在多个线程并发访问共享数据时，保证共享数据在同一个时刻只被一个（或者一些）线程使用。

　　互斥是实现同步的一种手段，临界区（Critical Section）、互斥量（Mutex）和信号量（Semaphore）都是互斥实现方式。

　　互斥是因，同步是果；互斥是方法，同步是目的。

实现方法：

　　synchronized对同一线程可重入，对不同线程阻塞。因为java线程是使用操作系统的原生线程实现的，因此synchronized是一个重量级操作。

　　ReentrantLock重入锁。

• 等待可中断
• 可实现公平锁
• 锁可以绑定多个条件

2. 非阻塞同步

　　互斥同步是一种悲观锁，总是假定不去同步肯定会出问题。

　　非阻塞同步是一种乐观锁，是基于冲突检测的方法，先进行操作，如果产生了冲突，重试。

　　产生“ABA”问题。

3. 无同步问题

　　可冲入代码

　　线程本地存储

三、锁优化

1. 自旋锁和自适应自旋锁

　　因为线程切换是一个重量级的操作，所以对于多处理器来说。如果线程被阻塞，那么会先执行一个忙循环（自旋操作）。

　　自适应自旋转锁：自旋的次数会根据 自旋操作是否成功获取过锁来 自适应调节下次自旋次数。

2. 锁消除

　　锁消除是指虚拟机即时编译器在运行时，对要求同步的代码，检测到不可能存在共享数据竞争的锁进行消除。

3. 锁粗化

　　对一系列连续操作都是同一个对象反复加锁解锁的情况，将锁范围扩大到整个操作系列以外。

4. 轻量级锁

　　在无竞争的情况下使用CAS操作去消除同步使用的互斥量。

5. 偏向锁

　　在无竞争的情况下把整个同步都消除掉。