浅析java锁机制及并发安全

什么是线程安全

1、进程与线程

2、内存模型JMM

1）对象都存储在主内存中。

2）每个线程都有自己的独立的工作内存，里面保存该线程需要用到的变量的副本（主内存中该变量的一份拷贝）。

3、内存可见性

volatile：保证内存可见性，当一个线程修改了变量的值以后，其他线成也能看到这个值。

保证可见行、不保证原子性、有序性(禁止指令重排序)。

使用场景：作为开关状态变量、双重检查的单例。

4、线程安全问题

1）线程安全

当多个线程访问一个类时，若无需考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行，并且不需要额外的同步及调用代码不必作其他的协调，这个类的行为仍然是正确的，那么称这个类是线程安全的。线程安全的类封装了必要的同步，客户不需要自己提供。

2）线程安全问题产生原因

多个线程在操作共享数据；操作共享数据的线程代码有多条；

当一个线程在操作共享数据的多条代码时，其他线程进行了共享数据的写操作，导致线程安全问题产生。

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synchronized锁分析

1、特点

1）基本特点

具有可重入性、非公平性、不可中断性、主动释放、只能绑定一个条件。

可使用于：代码块、方法、类。

2）底层机制

synchronized语句：当源代码被编译成字节码时，会在同步块的入口位置及出口位置分别插入mointorenter和monitorexit字节码指令。

synchronized方法：在class文件的方法表中将该方法的access_flags字段synchronized标志置1。

Jdk1.6之前，mointorenter及monitotexit依赖于操作系统的Mutex Lock来实现，而Mutex Lock需要将线程挂起并从用户态切换到内核台，这个切换过程非常消耗资源。Jdk1.6之后，对synchronized锁进行了大量优化，采用无锁状态、偏向锁、轻量级锁、Mutex Lock锁实现。

2、锁升级

1）Mark word状态变化

2）synchronized几种锁的比较

3、synchronized使用方式

1）Synchonzied同步代码块

2）Synchronized方法

4、synchronize