java并发编程的艺术读书笔记（待续）

第一章 并发编程的挑战

1. 上下文切换

   • 时间片切换会导致速度降低
   • 使用Lmbench3可以测试上下文切换的时长，使用vmstat可以测试上下文切换的次数
   • 减少上下文切换：无锁并发编程、CAS算法（atomic原子类）、使用最少线程和协程（在单个线程里，完成多个任务的调度和切换）

2. 死锁

   • 避免一个线程同时拿多个锁或者多个资源
   • 使用定时锁，lock.trylock(timeout)
   • 数据库链接，加锁和解锁必须在同一个链接里面，否则会造成解锁失败

3. 资源限制

   • 受限于硬件资源或者软件资源，如cpu、带宽、数据库连接数等
   • 分布式处理，使用链接池

第二章 java并发机制的底层实现原理

1. volatile的应用

   • java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能被准确和一致的更新，线程应该通过排它锁单独获得这个变量。

   • cpu术语
     cpu术语

   • 编译成字节码，volatile修饰的变量会多一行LOCK指令。

     1. 将当前缓层行的数据写到主内存中
     2. 这个写回内存的操作会使得其他CPU中缓存了该内存地址的数据无效

2. synchronized的实现原理

   • 基本使用

     1. 锁同步方法，锁是当前实例对象
     2. 锁静态方法，锁是当前类的Class对象
     3. 锁代码块，锁是括号里面的对象

   • 实现原理

     1. jvm基于使用进入和退出monitor对象来实现方法同步和代码块同步
     2. 锁代码块基于monitorenter和monitorexit指令实现，所方法块实现细节不同，但也可以基于这两个指令
     3. 编译后，monitorenter插入到代码块的开始位置，monitorexit插入到结束位置和异常位置
     4. jvm保证每个monitorenter有一个monitorexit与之对应
     5. 任何一个对象，都有一个monitor对象与之关联，当且一个monitor对象被持有后，它将处于锁定状态
     6. 线程执行到monitorenter指令时，会尝试获得对应monitor的所有权，即获得对象的锁

   • 对象头

     1. synchronized使用的锁是存在java对象头中。对象是数组类型，则使用3个字宽；其他则使用2个字宽。在32位虚拟机中，1个字宽对应4个字节，即32bit
        对象头长度

     2. Mark Word 里面默认存储的是对象的Hashcode,分代年龄，锁标记位；32位JVM默认结构如下
        默认结构

     3. 运行期间，会因为锁标记位的变化而变化
        运行时结构变化

     4. 64位虚拟机下，Mark Word是64bit大小，结构如下
        64位结构