【多线程和高并发】一：线程实现和synchronize

线程和进程

基础概念

• 线程：是CPU调度的最小单位
• 进程：是资源分配的最小单位

线程和进程的区别

• 一个进程中包括多个线程
• 进程消耗的资源比线程消耗的资源较多
• 线程之间的数据可以共享，进程之间的数据没办法共享
• 一个进程挂了不影响其他的进程，但一个线程挂了，可能会影响其他的线程

线程的状态

• 创建：刚开始创建
• 就绪：准备好线程启动的所有事情，就差获取 CPU 的使用权
• 运行：获取到 CPU 的使用权，开始运行
• 堵塞：线程因为某些原因让出 CPU 的使用权，wait
• 结束：线程运行结束
  

synchronize

修饰的不同

• 修饰方法的话，等同于锁当前的 this
• 修饰静态方法的话，等同于锁当前的 T.Class

不能锁什么

• String常量 、Integer 、Long

调用方法

• 一个线程在调用加锁的方法的同时也能够调用非加锁的方法

可重入锁

• 对于可重入锁来说，假如有两个方法，m1()，m2()，用 synchronize 修饰
• m1() 方法中嵌套着 m2()
• 当一个线程获取到 m1() 的锁时，可自动进入 m2() 方法，不需要获得 m2() 的锁

为什么 synchronize 是可重入锁呢

• 如果一个类有一个父类
• 子类初始化需要先初始化父类，如果我子类拿到锁，super 父类，如果不是重入锁的话，就有可能发送死锁的现象

当线程出现异常

• 当程序出现异常，会导致锁的释放，其他的线程会疯狂的涌入进来

底层实现原理

• 对象结构： 对象头、实例数据、对齐填充字节
• 对象头：Mark World、指向类的指针、数组长度
• 根据对象头中的 Mark World 的锁标志位，来形成一个锁升级 【无锁 - 偏向锁 - 轻量级锁 - 重量级锁】

流程

• JDK 前期的时候，直接使用的是重量锁，后来进行的锁升级
• synchronize （Object）

• Mark World 记录着 Object 的ID，进入偏向锁，如果下次进来的还是这个 ID，则直接进入，不需要获取锁的过程
• 当下次进来的不是该 ID 时，则进行自旋锁，通过不断的自旋，来等待着锁的释放，CAS While(true)
• 如果自旋了超过10次，则会变成重量锁，通过 OS 的 lock 指令来实现

自旋锁和重量锁的比较

• 如果当前的线程少，时间短，则使用自旋锁
• 如果当前的线程多，时间长，则使用重量锁