总结-3-java
Java:
1、java对象头:
如果对象是数组类型,则虚拟机用3个Word(字宽)存储对象头。
如果对象是非数组类型,则用2字宽存储对象头。在32位虚拟机中,一字宽等于四字节,即32bit。
Hotspot虚拟机的对象头主要包括两部分数据:Mark Word(标记字段)、Klass Pointer(类型指针)。
Klass Pointer:是是对象指向它的类元数据的指针,虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例
Mark Word:用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码(HashCode)、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程 ID、偏向时间戳等等。
2、synchronized:
普通同步方法,锁是当前实例对象;静态同步方法,锁是当前类的class对象;同步方法块,锁是括号里面的对象
实现原理:通过monitorenter和monitorexit指令实现的
锁优化:
偏向锁:
Hotspot的作者经过以往的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。
当一个线程访问同步块并获取锁时,会在对象头和栈帧中的锁记录里存储锁偏向的线程ID,以后该线程在进入和退出同步块时不需要花费CAS操作来加锁和解锁。
通过JVM参数关闭偏向锁-XX:-UseBiasedLocking=false,那么默认会进入轻量级锁状态
轻量级锁:
引入轻量级锁的主要目的是在多没有多线程竞争的前提下,减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。
轻量级锁加锁:
线程在执行同步块之前,JVM会先在当前线程的栈桢中创建用于存储锁记录的空间,并将对象头中的Mark Word复制到锁记录中,官方称为Displaced Mark Word。
然后线程尝试使用CAS将对象头中的Mark Word替换为指向锁记录的指针。
如果成功,当前线程获得锁,如果失败,表示其他线程竞争锁,当前线程便尝试使用自旋来获取锁。
轻量级锁解锁:
轻量级解锁时,会使用原子的CAS操作来将Displaced Mark Word替换回到对象头,如果成功,则表示没有竞争发生。
如果失败,表示当前锁存在竞争,锁就会膨胀成重量级锁。下图是两个线程同时争夺锁,导致锁膨胀的流程图。
重量级锁:
重量级锁通过对象内部的监视器(monitor)实现
其中monitor的本质是依赖于底层操作系统的Mutex Lock实现,操作系统实现线程之间的切换需要从用户态到内核态的切换,切换成本非常高
锁可以升级但不能降级:
无锁 --> 偏向锁 --> 轻量级 --> 重量级
与ReentrantLock的比较:
都是独占锁,都可是可重入锁
sync:wait/notify/notifyAll,非公平锁
lock:await/signal/signalAll。可以使用多个控制条件newCondition(),控制更精确。可以实现公平锁。
3、ThreadLocal
通过静态内部类ThreadLocalMap来实现,每个线程中都有一个ThreadLocalMap:threadLocals。
ThreadLocal holderId = new ThreadLocal();
ThreadLocal holderName = new ThreadLocal();
t1 - threadLocals - (holderId, id1)
t2 - threadLocals - (holderId, id2)
t1 - threadLocals - (holderName, name1)
t2 - threadLocals - (holderName, name2)
其实ThreadLocalMap的key并不是ThreadLocal,而是其弱引用
弱引用:如果没有强引用的情况下即被回收。
当ThreadLocal被回收时,map里的value还存在,所以在后续的get/set中都会将key为空的value清除。
ThreadLocal的使用场景:
1、当多个线程都有该局部变量,但各个线程的值需要互相隔离
2、单个线程中,在不同上下文中,经常要使用到某个变量时
4、强软弱虚引用
强引用:是使用最普遍的引用:Object o=new Object(); 只要强引用还在用于不会被回收。
软引用:用来描述一些还有用,但非必须的对象。在系统将要发生内存溢出之前,将其回收。
弱引用:比软引用更弱,被弱引用关联的对象,当垃圾收集器工作时,无论当前内存是否足够,都会被回收。
虚引用:最弱的一种引用,并且无法通过虚引用来获取被引用对象,唯一的目的就是在这个对象被回收时收到一个系统通知。
5、String intern 运行时常量池
https://tech.meituan.com/in_depth_understanding_string_intern.html
http://www.cnblogs.com/fsjohnhuang/p/4260417.html