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  • Jvm | 《深入理解Java虚拟机》读书笔记 | 线程安全与锁优化

    1.你对“线程安全”的理解?(p386)

    当多个线程访问同一个对象,如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行,也不需要进行额外的同步,或者在调用方进行任何其他的协调操作,调用这个对象的行为都可以获得正确的结果,那么这个对象是线程安全。

     

    2.假设一个共享数据是一个基本数据类型,如何去保证它在各种数据操作中保持不可变性?(p387)

    在定义时使用final关键字修饰

     

    3.请简述下线程安全的实现方法?(p390-p397)

    1.互斥同步 ,同步是多个线程并发访问共享数据数据时,同一时刻只被只有一个线程使用,而互斥是一种实现手段,临界区、互斥量、信号量都是主要的互斥实现方式。在java中最基本的互斥手段是synchronize关键字。

    2.非阻塞同步,互斥同步是一种悲观的并发策略,而非阻塞同步是基于冲突检测的乐观并发策。通俗地讲,就是先进行操作,如果没有其他线程争用共享数据,那就操作成功;否则就采取补偿措施。这种策略下的许多实现不用把线程挂起。

    3无同步方案,针对一些天生就是线程安全的代码。

     

    3.1 synchronize实现原理?(p391)

    synchronize在编译之后,会在同步块前后前后形成monitorenter和monitorexit两个字节码指令,这个两个字节码都需要一个reference类型的参数来指明要锁定和解锁的对象。

     

    3.2 为什么synchronize是Java语言中一个重量级的操作?(p391)

    Java的线程是映射到操作系统的原生线程之上的,如果要阻塞或者唤醒一个线程,都需要操作系统来帮忙操作,这就需要从用户态转换到核心态中,因此状态的转换需要耗费很多的处理器时间。对于代码简单的同步块,状态转换消耗的时间可能比用户代码执行的时间还要长。

     

    4.请简述自旋锁与自适应自旋

    让后面请求锁的线程“稍等一下”,但不放弃处理器的执行时间,看看持有锁的线程是否很快的释放锁。为了让线程等待,让线程执行一个忙循环(自旋),这项技术就是所谓的自旋锁。

    JDK6引入自适应的自旋锁。让自旋的时间不再固定,而是由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定。

     

    5.请简述锁消除

    是指虚拟机即时编译器在运行时,对一些代码上要求同步,但是被检测到不可能存在共享数据竞争的锁进行消除。

     

    6.请简述锁粗化

    如果虚拟机检测到有这样一串零碎的操作都对同一个对象加锁,将会把加锁同步的范围扩展 (粗化)到整个操作序列的外部。

     

    7.请简述轻量级锁和偏向锁

    轻量级锁在没有多线程竞争的前提下,减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。

    偏向锁的目的是消除数据在无竞争情况下的同步原语,进一步提高程序的性能。如果说轻量级锁是在无竞争的情况下使用CAS操作去消除同步使用的互斥量,那偏向锁就是在无竞争的情况下把整个同步都消除掉,连CAS操作都不做了。

     

    8.CAS

    compare-and-swap

    即时编译之后是一条平台相关的处理器CAS指令,CAS指令需要3个操作数,内存位置V,旧的预期值A,新值B,当且仅当V的值符合A时,新值B才会去更新V的值,否则不执行更新操作,但是无论是否更新V的值,都会返回V的旧值,上述的处理过程是一个原子操作。

     

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