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Java并发机制的底层实现原理

发布：太原达内教育官网
来源：互联网
时间：2020-07-24 08:54

随着互联网的不断发展，越来越多的人都在学习java编程开发技术，而今天我们就一起来了解一下Java并发机制的底层实现原理，下面就开始今天的主要内容吧。

Java并发机制的底层实现原理

Java代码在编译后会变成字节码，字节码被类加载器加载到JVM里，JVM执行字节码，终需要转化为汇编指令在CPU上执行，Java中所使用的并发机制依赖于JVM的实现和CPU的指令。

volatile

--定义：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地更新，线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。Java语言提供了volatile，在某些情况下比锁要更加方便。如果一个字段被声明成volatile，Java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的。volatile是轻量级的synchronized。

volatile可以保证可见性和有序性(禁止指令重排)。

--实现原则：

1)Lock前缀指令会引起处理器缓存回写到内存。

2)一个处理器的缓存回写到内存会导致其他处理器的缓存无效。

--使用优化

JDK7的并发包里新增一个队列集合类Linked-TransferQueue，它在使用volatile变量时，用一种追加字节的方式来优化队列出队和入队的性能。

针对64字节宽的处理器，如果队列的头节点和尾节点都不足64字节的话，处理器会将它们都读到同一个高速缓存行中，在多处理器下每个处理器都会缓存同样的头、尾节点，当一个处理器试图修改头节点时，会将整个缓存行锁定，那么在缓存一致性机制的作用下，会导致其他处理器不能访问自己高速缓存中的尾节点，而队列的入队和出队操作则需要不停修改头节点和尾节点，所以在多处理器的情况下将会严重影响到队列的入队和出队效率。使用追加到64字节的方式来填满高速缓冲区的缓存行，避免头节点和尾节点加载到同一个缓存行，使头、尾节点在修改时不会互相锁定。

Sychronized

--实现：

1.synchronized实现同步的基础：Java中的每一个对象都可以作为锁。

·对于普通同步方法，锁是当前实例对象。

·对于静态同步方法，锁是当前类的Class对象。

·对于同步方法块，锁是Synchonized括号里配置的对象。

2.Sychronized在JVM中的实现原理

JVM基于进入和退出Monitor对象实现方法同步和代码块同步，两者实现细节不同。代码块同步是使用monitorenter和monitorexit指令实现的，而方法同步是使用另外一种方式实现的，细节在JVM规范里并没有详细说明。但是，方法的同步同样可以使用这两个指令来实现。

任何对象都有一个monitor与之关联，当且一个monitor被持有后，它将处于锁定状态。线程执行到monitorenter指令时，将会尝试获取对象所对应的monitor的所有权，即尝试获得对象的锁。

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