Synchronized

1问：什么时候需要synchronized？

1答：synchronized是一把可重入的排他锁。锁有个专门的名字：对象监视器（Object Monitor）在多个线程操作共享数据的时候，保证对共享数据访问的线程安全性。在JDK1.6之前，它是一个重量级锁的角色，但是在JDK1.6之后对synchronized做了优化，有了锁升级的过程。偏向锁->轻量级锁->OS重量级锁。。（IT枫斗者怎么样）

2问：使用Synchronized关键字需要注意什么？

2答：

• Synchronized使用时需要注意的地方锁对象不能为空。

  锁对象的信息是保留在对象头中的，如果对象为空，则锁的信息也就不存在了。

• 作用域不宜过大

  synchronized代码块的代码量不宜过多，如果把过多的代码放在其中，程序的运行会变为串行，速度会下降。各个线程并行可以提高效率，我们应该仅把那些影响线程安全的代码，放入synchronized代码块中，串行执行；不需要考虑线程安全的代码，并行执行，达到效率最高。

• 避免死锁

  避免让线程对锁持有并等待的情况出现

3问：synchronized能用在哪些地方？

3答：

• 当synchronized作用在实例方法时，监视器锁（monitor）便是对象实例（this）；

• 当synchronized作用在静态方法时，监视器锁（monitor）便是对象的Class实例，因为Class数据存在于永久代，因此静态方法锁相当于该类的一个全局锁；

• 当synchronized作用在某一个对象实例时，监视器锁（monitor）便是括号括起来的对象实例；（IT枫斗者怎么样）

4问：Sychornized是否是公平锁？

4答：不是公平锁

5问：聊聊synchronized加锁流程

5答：由于HotSpot的作者经过研究发现，大多数情况下，锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得，为了让线程获得锁的代价更低从而引入偏向锁。偏向锁在获取资源的时候会在锁对象头上记录当前线程ID，偏向锁并不会主动释放，这样每次偏向锁进入的时候都会判断锁对象头中线程ID是否为自己，如果是当前线程重入，直接进入同步操作，不需要额外的操作。默认在开启偏向锁和轻量锁的情况下，当线程进来时，首先会加上偏向锁，其实这里只是用一个状态来控制，会记录加锁的线程，如果是线程重入，则不会进行锁升级。获取偏向锁流程：

轻量级锁是相对于重量级锁需要阻塞/唤醒涉及上下文切换而言，主要针对多个线程在不同时间请求同一把锁的场景。轻量级锁获取过程：

当有多个锁竞争轻量级锁则会升级为重量级锁，重量级锁正常会进入一个cxq的队列，在调用wait方法之后，则会进入一个waitSet的队列park等待，而当调用notify方法唤醒之后，则有可能进入EntryList。重量级锁加锁过程:

6问：锁得升级过程你了解吗？
6答：以下是32位对象头描述

synchronized锁的膨胀过程：当线程访问同步代码块。首先查看当前锁状态是否是偏向锁(可偏向状态)（IT枫斗者怎么样）

• 如果是偏向锁：

1、检查当前mark word中记录是否是当前线程id，如果是当前线程id，则获得偏向锁执行同步代码块。2、如果不是当前线程id，cas操作替换线程id，替换成功获得偏向锁(线程复用)，替换失败锁撤销升级轻量锁(同一类对象多次撤销升级达到阈值20，则批量重偏向,这个点可以稍微提一下,详见下面的注意)（IT枫斗者怎么样）

• 升级轻量锁

升级轻量锁对于当前线程，分配栈帧锁记录lock_record(包含mark word和object-指向锁记录首地址)，对象头mark word复制到线程栈帧的锁记录 mark word存储的是无锁的hashcode(里面有重入次数问题)。

• 重量级锁(纯理论可结合源码)

CAS自旋达到一定次数升级为重量级锁(多个线程同时竞争锁时)存储在ObjectMonitor对象，里面有很多属性 ContentionList、EntryList 、WaitSet、 owner 。当一个线程尝试获取锁时，如果该锁已经被占用，则该线程封装成ObjectWaiter对象插到ContentionList队列的对首，然后调用park挂起。该线程锁时方式会从ContentionList或EntryList挑 一个唤醒。线程获得锁后调用Object的wait方法，则会加入到WaitSet集合中(当前锁或膨胀为重量级锁)（IT枫斗者怎么样）

注意:

CAS

7问：CAS流程是怎样的？

7答：CAS机制中使用了3个基本操作数：内存地址V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当旧的预期值A和内存地址V对应的值相同时，才将内存值修改为B，否则什么都不做，最后返回现在的V值。简单理解为这句话：我认为V的值应该是A，如果是A的话我就把他改成B，如果不是A的话（那就证明被别人修改过了），那我就不修改了，避免多人同时修改导致数据出错。换句话说：要想修改成功，必须保证A和V中的值是一样的，修改前有个对比的过程。（IT枫斗者怎么样）

8问：CAS有哪些缺点？

8答：

• 高并发情况下CPU开销大。因为每次对比发现被改了后就会获取新值，重复进行此过程。

• ABA问题。可以采取atomic包下的 AtomicStampedReference<E> ，它通过包装[E,Integer]的元组来对对象标记版本戳stamp，从而避免ABA问题。

• 不能保证代码块的原子性，只能保证单个变量的原子性。

9问：CAS的ABA问题了解吗？（可举例说明）（IT枫斗者怎么样）

9答：

10问：CAS能保证原子性吗？

10答：CAS只能保证单个变量的原子性，不能保证代码块或者多个变量共同进行原子性的更新。这时候就需要锁的支持了，比如synchronized、Lock接口。

11问：CAS和Synchronized啥区别？

11答：

• 从思想上来讲，Synchronized属于悲观锁，悲观的认为程序中的并发情况严重，所以严防死守，高并发情况下效率低下。而CAS属于乐观锁，乐观的认为程序中的并发情况不那么严重，所以让线程不断去重试更新。但实际上Synchronized已经改造了，带有锁升级的功能。效率不亚于cas。

• CAS是个思想，具体实现在atomic下有很多工具类。而synchronized是个关键字，可以直接拿来用。

• CAS只能保证单个变量更新的原子性，synchronized能保证一段代码块的原子性。（IT枫斗者怎么样）