JAVA线程间的共享和协作

线程间的共享

隐式锁synchronized 和显示锁Lock：

synchronized

1.Sychronized（非公平锁）的用法： a.对象锁，锁的是类的对象实例 b.类锁，锁的是每个类的Class对象，每个类的Class 对象在虚拟机中只有一个；所以类锁只有一个； c.锁方法块； 2.性能和执行效率： 同步方法体<小对象锁代码块

Lock

Lock是一个接口，提供无条件，可轮询的，定时的，可中断的锁获取操作；所有的加锁和解锁是显示的； 实现方法： 1.ReentrantLock:默认为非公平锁，ReentrantLock(true)公平锁 注：在一个时间内，先对锁进行获取的请求，一定先被满足，称之为公平锁，反只是非公平锁； 非公平锁的效率一般比公平锁的效率更高； 2.ReentrantReadWriteLock(接口) 读写锁：每次需要获取共享数据就需要读取锁，修改共享数据需要写入锁； 注:读写锁机制： a.读-读不互斥，读线程可以并发执行； b.读-写互斥，有写线程时，读线程会阻塞； c.写-写互斥，写线程都是互斥的。

Synchronized、ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock

1.Synchronized 是JVM层面的，无需显示的加解锁；ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock 是显示层面，一定要手动加解锁，保证锁资源被释放； 2.ReentrantReadWriteLock 引入了读写和并发机制；可以实现复杂的业务场景；并发性相对Synchronized 和ReentrantLock 更高； 3.Synchronized 的阻塞无法中断，ReentrantLock则提供了可中断的阻塞。

volatile 关键字

确保可见性，线程不安全；适合一写多读的线程；
原理说明：CUP的运行速度远高于内存的读写数据，现代cpu和内存之间都存在一个高速缓存cache（实际上是一个多级寄存器）
线程运行的过程中，会把主内存数据拷贝一份到线程内部cache中，也就是work memory,这时多线程访问同一个变量就是访问自己内部的	cache;
volatile 变量的内存可见性是基于内存屏障（Memory Barrier）实现； 实现原理参考：https://www.jianshu.com/p/ccfe24b63d87

ThreadLocal

ThreadLocal：线程变量；可以理解为：Map<Thread,Object>：

ThreadLocal 出现内存泄漏的原因：多线程运行时，每个线程强引用ThreadLocal Map；当线程结束后，强引用失效，但是ThreadLocalRef 还存在弱引用；
解决办法：当某个ThreadLocal 的变量（比如：TL_INT）不在使用时，调用TL_INT.remove(),删除该Key;

线程池使用ThreadLocal时，可以达到线程复用的效果，但是归还线程时，需要清除threadLocalMap; 重写hreadPoolExecutor.afterExecute方法； 具体原理及内存泄漏问题请参考：https://blog..net/puppylpg/article/details/80433271

CAS原子操作

1.原子操作是不可被中断的一个或一系列操作；在JAVA中可以通过锁（lock/syn） 和循环CAS来实现原子操作；

循环CAS实现原子操作

1.java中的CAS操作就是利用了处理提供的CMPXCH指令实现的，自旋CAS实现实现的基本思路就是循环进行CAS操作直至成功；
2.CAS实现原子操作的三大问题：
	a.ABA问题：如果值开始为A，然后变成B，又变成A，CAS检查会发现值没有变化，实际变化了；解决思路：使用版本号，在变量上添加版本号，每次变化版本号加1；ABA就会变成1A-2B-3C；java中提供AtomicStampedReference来解决；
	b.循环时间长，开销大问题，会给CPU带来非常大的执行开销
	c.只能保证一个共享变量的原子操作，如果要操作多个共享变量，就需要加锁；

3.JDK提供的原子操作类： a.更新基本类型：AtomicBoolean,AtomicInteger,AtomicLong,AtomicReference; b.更新数组类型：AtomicIntegerArray,AtomicLongArray,AtomicReferenceArray; c.更新引用类型：AtomicReference，AtomicMarkableReference，AtomicStampedReference d.原子更新字段类型：AtomicReferenceFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicLongFieldUpdater

abstractqueuedsynchronizer AQS 分析

具体参考：https://yq.aliyun.com/articles/686676