并发--synchronized和AQS介绍

synchronized和AQS的区别

• 1. ReentrantLock 显示的获得、释放锁， synchronized 隐式获得释放锁
• 2. ReentrantLock 可响应中断、可轮回， synchronized 是不可以响应中断的，为处理锁的不可用性提供了更高的灵活性
• 3. ReentrantLock 是 API 级别的， synchronized 是 JVM 级别的
• 4. ReentrantLock 可以实现公平锁
• 5. ReentrantLock 通过 Condition 可以绑定多个条件
• 6. 底层实现不一样， synchronized 是同步阻塞，使用的是悲观并发策略， lock 是同步非阻塞，采用的是乐观并发策略
• 7. Lock 是一个接口，而 synchronized 是 Java 中的关键字， synchronized 是内置的语言实现。
• 8. synchronized 在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而 Lock 在发生异常时，如果没有主动通过 unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用 Lock 时需要在 finally 块中释放锁。
• 9. Lock 可以让等待锁的线程响应中断，而 synchronized 却不行，使用 synchronized 时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断。
• 10. 通过 Lock 可以知道有没有成功获取锁，而 synchronized 却无法办到。
• 11. Lock 可以提高多个线程进行读操作的效率，既就是实现读写锁等

synchronized和AQS的共同点

• 1.都是用来协调多线程对共享对象、变量的访问
• 2. 都是可重入锁，同一线程可以多次获得同一个锁
• 3. 都保证了可见性和互斥性

Synchronized 核心组件

1. Wait Set：哪些调用 wait 方法被阻塞的线程被放置在这里；
2. Contention List： 竞争队列，所有请求锁的线程首先被放在这个竞争队列中；
3. Entry List： Contention List 中那些有资格成为候选资源的线程被移动到 Entry List 中；
4. OnDeck：任意时刻， 最多只有一个线程正在竞争锁资源，该线程被成为 OnDeck；
5. Owner：当前已经获取到所资源的线程被称为 Owner；
6. !Owner：当前释放锁的线程

synchronized底层依赖操作系统 Mutex Lock

Synchronized的流程

• 0.先获取偏向锁，不行再自旋锁，获取到锁就是轻量级锁，如果自旋获取不到锁就是重量级锁。重量级锁的流程就是如下：

• 1.竞争的线程进入contentionList，并迁移部分的竞选者到EntryList，此举是为了降低竞争（防止所有线程同时醒来去CAS获取锁）

• 2.获取锁的线程会在unlock的时候唤醒entryList中的线程，该线程就是onDeck，注意并不是把锁给onDeck，而是允许他
  和其他刚准备来获取锁的线程进行竞争（其他已经进入contentionList的线程不会去），这就是非公平性。

• 3.onDeck获取成功则会变为Owner线程，如果owner线程被wait方法阻塞，则转移到WaitSet队列，该队列
  会被notify和notifyAll唤醒并重新加入到entryList

• 4.线程再进入ContentionList时候 会先自旋获取锁，获取不到就进入contentionList，这也是一个不公平的地方

• 5.每个对象都有一个monitor对象，加锁就说竞争monitor对象。

• 6.优化后的偏向锁和轻量级锁都是对对象头操作，不需要经过操作系统加锁。

上下文

• 是指某一时间点 CPU 寄存器和程序计数器的内容。

寄存器

• 是 CPU 内部的数量较少但是速度很快的内存（与之对应的是 CPU 外部相对较慢的 RAM 主内
  存）。寄存器通过对常用值（通常是运算的中间值）的快速访问来提高计算机程序运行的速
  度.

寄存器和高速缓存的区别

• CPU要取数据，处理数据，都要放到寄存器处理。一般寄存器不用太大，它只要存放指令一次操作的数据就够了。
  高速缓存是内存的部分拷贝，因为高速缓存速度快，把常用的数据放这里可以提高速度。
  高速缓存一般不能被程序直接更改，它由硬件自己处理。程序直接读写CPU的寄存器，来完成操作。
  一般两者都集成在CPU上。

上下文切换的活动

• 1. 挂起一个进程，将这个进程在 CPU 中的状态（上下文）存储于内存中的某处。
• 2. 在内存中检索下一个进程的上下文并将其在 CPU 的寄存器中恢复。
• 3. 跳转到程序计数器所指向的位置（即跳转到进程被中断时的代码行），以恢复该进程在程序
     中。