java并发编程-关键字学习

volatile关键字

volatile 会禁止指令重排

原理：
写屏障（Write Barrier）：当一个 volatile 变量被写入时，写屏障确保在该屏障之前的所有变量的写入操作都提交到主内存。
读屏障（Read Barrier）：当读取一个 volatile 变量时，读屏障确保在该屏障之后的所有读操作都从主内存中读取。

不符合原子性的不要使用volatile

volatile 实现单例模式的双重锁

public class penguin {
    private static volatile penguin m_penguin = null;
    // 避免通过new初始化对象
    private void penguin() {}
    public void beating() {
        System.out.println("打豆豆");
    };
    public static penguin getInstance() {      //1
        if (null == m_penguin) {               //2
            synchronized(penguin.class) {      //3
                if (null == m_penguin) {       //4
                    m_penguin = new penguin(); //5
                }
            }
        }
        return m_penguin;                      //6
    }
}

其中，使用 volatile 关键字是为了防止 m_penguin = new penguin() 这一步被指令重排序。实际上，new penguin() 这一步分为三个子步骤：

分配对象的内存空间。
初始化对象。
将 m_penguin 指向分配的内存空间。
如果不使用 volatile 关键字，JVM 可能会对这三个子步骤进行指令重排序，如果步骤 2 和步骤 3 被重排序，那么线程 A 可能在对象还没有被初始化完成时，线程 B 已经开始使用这个对象，从而导致问题。而使用 volatile 关键字可以防止这种指令重排序。

synchronized关键字

关键字 synchronized 可以保证在同一个时刻，只有一个线程可以执行某个方法或者某个代码块(主要是对方法或者代码块中存在共享数据的操作)，同时我们还应该注意到 synchronized 的另外一个重要的作用，synchronized 可保证一个线程的变化(主要是共享数据的变化)被其他线程所看到（保证可见性，完全可以替代 volatile 功能）。

三种用法

原理：monitor

可重入锁

synchronized四种锁

无锁状态
偏向锁状态
轻量级锁状态
重量级锁状态
在这里插入图片描述

发展历史是什么样的呢？

每一个线程在准备获取共享资源时：
第一步，检查 MarkWord 里面是不是放的自己的 ThreadId ,如果是，表示当前线程是处于 “偏向锁” 。

第二步，如果 MarkWord 不是自己的 ThreadId，锁升级，这时候，用 CAS 来执行切换，新的线程根据 MarkWord 里面现有的 ThreadId，通知之前线程暂停，之前线程将 Markword 的内容置为空。

第三步，两个线程都把锁对象的 HashCode 复制到自己新建的用于存储锁的记录空间，接着开始通过 CAS 操作，把锁对象的 MarKword 的内容修改为自己新建的记录空间的地址的方式竞争 MarkWord。

第四步，第三步中成功执行 CAS 的获得资源，失败的则进入自旋。

第五步，自旋的线程在自旋过程中，成功获得资源(即之前获的资源的线程执行完成并释放了共享资源)，则整个状态依然处于轻量级锁的状态，如果自旋失败。

第六步，进入重量级锁的状态，这个时候，自旋的线程进行阻塞，等待之前线程执行完成并唤醒自己。

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