【并发学习一】Volatile和Synchronized

1.深入分析 Volatile

WHAT： 

轻量级的synchronized; （比synchronized使用和执行成本低，因为它不会引起线程上下文的切换和调度）

在多处理器开发中保证了 共享变量的“可见性”；

（可见性定义：当一个线程修改一个共享变量时，另外一个线程能读到这个修改的值。）

HOW：

1.将当前处理器缓存行的数据写回内存；

2.这个写回操作会引起其他CPU里的缓存了该内存地址的数据 无效。（使用嗅探技术，保证内部缓存与系统内存的数据保持一致）

Apply：

JDK7 并发包中新增了一个队列集合类LinkedTransferQueue，在使用Volatile变量时，用一种 追加字节 的方式优化队列出队和入队的性能。（对于现阶段的处理器，CPU的高速缓存行都是64字节宽，并且不支持部分填充缓存行，如果队列的头节点和尾节点都不足64字节，那么处理器就会将它们缓存到一个缓存行中，从而影响出队、入队的效率。）

Nothing is absolute:

不是所有使用Volatile变量都要追加到64字节，比如当处理器缓存行并非64字节，或者 共享变量不会被频繁的写。

2.深入分析 Synchronized

WHAT:

在Java SE 1.6之前，synchronized也叫 重量级锁 ，不过在Java 1.6以后，通过引入了偏向锁和轻量级锁，减少了获得锁和释放锁的性能开销，让synchronized在某些情况下并不那么重了。

锁的四种状态：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态； 它会随着竞争情况逐渐升级，但只能升级不能降级。

HOW：

2.1.偏向锁：

Hotspot作者经过研究发现，大多数情况下锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一个线程多次获得，所以为了让线程获得锁的开销更低从而引入了偏向锁。

在对象头和栈帧中的锁记录里存储锁偏向的线程ID，以后该线程进出同步块就不需要CAS操作，直接比较线程ID就行了。

偏向锁采用一种等到竞争出现才释放锁的机制。

（偏向锁在Java6 和7 中是默认启动的，可以通过JVM参数关闭偏向锁 -XX:-UseBiasedLocking=false）

2.2.轻量级锁：

与重量级锁相比，使用轻量级锁时，参与竞争锁的线程如果获取锁失败，不会马上阻塞，而是会通过 自旋获取锁，提高了响应时间，不过系统吞吐量会相较于重量级锁下降（自旋会消耗CPU）。

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参考资料：

1. 《深入分析Volatile的实现原理》  并发编程网 http://ifeve.com/volatile/

2.《Java SE1.6中的Synchronized》并发编程网 http://ifeve.com/java-synchronized/