jvm系列--锁
一.简介
使用锁，维护计数器的串行访问与安全性。
二.对象头Mark
对象头的标记，32位。
描述对象的hash、锁信息、垃圾回收标记，年龄：
指向锁记录的指针
指向monitor的指针
GC标记
偏向锁线程ID
三.偏向锁
大部分情况没有竞争，所以可以通过偏向来提高性能。所谓的偏向，就是偏心，即锁会偏向于当前已经占有锁的线程。将对象头Mark的标记设置为偏向，并将线程ID写入对象头Mark。只要没有竞争，获得偏向锁的线程，在将来进入同步块，不需要做同步
当其他线程请求相同的锁时，偏向模式结束
-XX:+UseBiasedLocking
默认启用
在竞争激烈的场合，偏向锁会增加系统负担
四.轻量级锁
1.BasicObjectLock
嵌入线程栈的对象
2.普通锁处理性能不够理想，轻量级锁是一种快速的锁定方法
3.如果对象没有被锁定
将对象头mark指针保存到锁对象中,将对象头设置为指向锁的指针（在线程栈空间中）。
4.如果轻量级锁失败，表示存在竞争，升级为重量级锁（常规锁）
在没有锁竞争的前提下，减少传统锁使用OS互斥量产生的性能损耗
在竞争激烈时，轻量级锁会多做很多额外操作，导致性能下降 。
5.lock->set_displaced_header(mark);
if (mark == (markOop) Atomic::cmpxchg_ptr(lock, obj()->mark_addr(), mark)) {
TEVENT (slow_enter: release stacklock) ;
return ;
}
lock位于线程栈中
6.判断一个线程是否持有轻量级锁，只要判断对象头的指针，是否在线程的栈空间范围内
五.自旋锁
当有竞争存在时，如果线程可以很快获得锁，那么可以不在OS层挂起线程，让线程做几个空操作（自旋）
内置实现
如果同步块很长，自旋失败，会降低系统性能。
如果同步块很短，自旋成功，节省线程挂起切换时间，提升系统性能 。
六.总结
不是java语言层面的锁优化方法
内置于JVM中的获取锁的优化方法和获取锁的步骤 :
偏向锁可用会先尝试偏向锁
轻量级锁可用会先尝试轻量级锁
以上都失败，尝试自旋锁
再失败，尝试普通锁，使用OS互斥量在操作系统层挂起
七.减少锁粒度
将大对象，拆成小对象，大大增加并行度，降低锁竞争
偏向锁，轻量级锁成功率提高
ConcurrentHashMap :
HashMap的同步实现
Collections.synchronizedMap(Map<K,V> m)
返回SynchronizedMap对象
public V get(Object key) {
synchronized (mutex) {return m.get(key);}
}
public V put(K key, V value) {
synchronized (mutex) {return m.put(key, value);}
}
若干个Segment ：Segment<K,V>[] segments
Segment中维护HashEntry<K,V>
put操作时
先定位到Segment，锁定一个Segment，执行put
在减小锁粒度后， ConcurrentHashMap允许若干个线程同时进入
八.锁分离
根据功能进行锁分离
ReadWriteLock
读多写少的情况，可以提高性能
读写分离思想可以延伸，只要操作互不影响，锁就可以分离 :
LinkedBlockingQueue :
队列 ,链表 ,LinkedBlockingQueue实现中，可以使用takeLock和putLock两个锁
九.锁粗化
通常情况下，为了保证多线程间的有效并发，会要求每个线程持有锁的时间尽量短，即在使用完公共资源后，应该立即释放锁。只有这样，等待在这个锁上的其他线程才能尽早的获得资源执行任务。但是，凡事都有一个度，如果对同一个锁不停的进行请求、同步和释放，其本身也会消耗系统宝贵的资源，反而不利于性能的优化 。
和减少锁粒度，减少锁持有时间背到而驰
for(int i=0;i<CIRCLE;i++){
synchronized(lock){
}
}
转换成
synchronized(lock){
for(int i=0;i<CIRCLE;i++){
}
}
十.锁消除
在即时编译器时，如果发现不可能被共享的对象，则可以消除这些对象的锁操作 。
锁不是由程序员引入的，JDK自带的一些库，可能内置锁
栈上对象，不会被全局访问的，没有必要加锁 。
开启对象逃逸分析，查看使用锁消除时间。配置：-server -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+EliminateLocks。
十一.无锁
锁是悲观的操作 ，无锁是乐观的操作。
CAS算法的过程是这样：它包含3个参数CAS(V,E,N)。V表示要更新的变量，E表示预期值，N表示新值。仅当V值等于E值时，才会将V的值设为N，如果V值和E值不同，则说明已经有其他线程做了更新，则当前线程什么都不做。最后，CAS返回当前V的真实值。CAS操作是抱着乐观的态度进行的，它总是认为自己可以成功完成操作。当多个线程同时使用CAS操作一个变量时，只有一个会胜出，并成功更新，其余均会失败。失败的线程不会被挂起，仅是被告知失败，并且允许再次尝试，当然也允许失败的线程放弃操作。基于这样的原理，CAS操作即时没有锁，也可以发现其他线程对当前线程的干扰，并进行恰当的处理。
无锁的一种实现方式 CAS(Compare And Swap)
非阻塞的同步
CAS(V,E,N) 。
在应用层面判断多线程的干扰，如果有干扰，则通知线程重试 。