多线程与高并发（二）--synchronized，volatile，CASsynchronized底层 JDK早期的实现

synchronized底层

JDK早期的实现是重量级锁（向操作系统申请锁）。
Hotspot实现（锁升级）
- 首先在锁的markword上记录第一个访问的线程ID，并没有上锁（偏向锁）。
- 如果有线程争用，升级为自旋锁。
- 默认旋10次之后升级为重量级锁，未获得锁的线程进入等待队列。
- 可参考ifeve.com/java-synchr…

引申：

在Hotspot锁只能升级，不能降级。
自旋锁只占用CPU，不访问操作系统。在用户态解决锁问题，不经过内核态，加解锁效率比重量级锁效率高。
执行时间长以及线程多的时候尽量使用重量级锁。

synchronized优化

锁细化：同步代码块中的语句越少越好。
锁粗化：如果一个方法中加了很多锁，这时把整个方法上锁性能会提高很多。
锁对象要加final。

volatile

保证线程可见性
- 所有线程共享堆内存，另外每个线程都有自己的工作内存。当线程要访问堆内存中的数据时，会把堆内存中的数据copy到线程的工作内存，堆该变量的改变是在工作内存的数据进行改变。线程堆变量的更改，没有及时的反应到其他的线程，导致线程之间数据不可见。

禁止指令重排序

CPU为了提高执行效率，会并发的执行指令。使用volatile之后，CPU不会进行重排序。

DCL单例

package designPatterns;
public class DCLSingleTon {

    private volatile static DCLSingleTon dclSingleTon;

    private DCLSingleTon() {
    }

    public static DCLSingleTon getInstance() {
        // 外层的判断不能去掉，可以显著提高效率
        if (dclSingleTon == null) {
            synchronized (DCLSingleTon.class) {
                if (dclSingleTon == null) {
                    /**
                     * 经过编译之后分为三步
                     * 1.分配内存，给变量赋默认值
                     * 2.成员变量初始化
                     * 3.把内存赋值给dclSingleTon
                     * 如果发生指令重排序，可能会发生2和3交换
                     * 这时dclSingleTon已经不是null，新来的线程就会直接获得未初始化成员变量的instance
                     */
                    dclSingleTon = new DCLSingleTon();
                }
            }
        }
        return dclSingleTon;
    }
}

不能保证原子性

CAS（Compare And Swap）

cas(V, Expected, NewValue)
```
if V == Expected
	V = NewValue
	otherwise try again or fail
```
- concurrent包中的cas是CPU原语支持，执行过程不会被打断
ABA问题
- 当前线程的CAS操作无法分辨当前V值是否发生过变化。比如在你非常渴的情况下发现一个盛满水的杯子，一饮而尽之后再给被子里重新倒满水。你离开之后，杯子的主人回来看到杯子还是盛满水，他无法确定这杯水是否被人喝过重新倒满。
- 可以通过加版本号解决。
LongAdder与AtomicLong比较
- 两者都是使用的CAS操作来进行增减。
- 不通电在于LongAdder内部是分段锁。