Java Memory Model（JMM）java內(nèi)存模型，區(qū)別與java內(nèi)存結(jié)構(gòu)。JMM定義了一套在多線程讀寫(xiě)共享數(shù)據(jù)（變量享郊、數(shù)組）時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的可見(jiàn)性孝鹊、有序性和原子性的規(guī)則和保障炊琉。

原子性

原子性是指一個(gè)操作是不可中斷的，要么全部執(zhí)行成功要么全部執(zhí)行失敗又活。即使在多個(gè)線程一起執(zhí)行的時(shí)候苔咪，一個(gè)操作一旦開(kāi)始，就不會(huì)被其他線程所干擾柳骄。
多線程情況下团赏，對(duì)同一個(gè)對(duì)象進(jìn)行操作時(shí)，會(huì)導(dǎo)致字節(jié)碼指令交錯(cuò)執(zhí)行耐薯，從而產(chǎn)生原子性問(wèn)題舔清，可以通過(guò)synchronize關(guān)鍵字解決

可見(jiàn)性

可見(jiàn)性是指當(dāng)一個(gè)線程修改了共享變量后隘世，其他線程能夠立即得知這個(gè)修改

有序性

如果在本線程內(nèi)觀察，所有的操作都是有序的鸠踪；（線程內(nèi)表現(xiàn)為串行的語(yǔ)義）如果在一個(gè)線程中觀察另外一個(gè)線程丙者，所有的操作都是無(wú)序的。
多線程情況下营密，jvm會(huì)進(jìn)行指令重排械媒，會(huì)影響有序性。

happens-before

happens-before規(guī)定了哪些寫(xiě)操作對(duì)其他讀操作可見(jiàn)评汰，即前一個(gè)操作的結(jié)果可以被后續(xù)的操作獲取纷捞。它是可見(jiàn)性與有序性的一套規(guī)則總結(jié)。
程序次序規(guī)則：在一個(gè)線程內(nèi)一段代碼的執(zhí)行結(jié)果是有序的被去。就是還會(huì)指令重排主儡，但是隨便它怎么排，結(jié)果是按照我們代碼的順序生成的不會(huì)變惨缆！

管程鎖定規(guī)則：就是無(wú)論是在單線程環(huán)境還是多線程環(huán)境糜值，對(duì)于同一個(gè)鎖來(lái)說(shuō)，一個(gè)線程對(duì)這個(gè)鎖解鎖之后坯墨，另一個(gè)線程獲取了這個(gè)鎖都能看到前一個(gè)線程的操作結(jié)果寂汇！(管程是一種通用的同步原語(yǔ)，synchronized就是管程的實(shí)現(xiàn)）

volatile變量規(guī)則：就是如果一個(gè)線程先去寫(xiě)一個(gè)volatile變量捣染，然后一個(gè)線程去讀這個(gè)變量骄瓣，那么這個(gè)寫(xiě)操作的結(jié)果一定對(duì)讀的這個(gè)線程可見(jiàn)。

線程啟動(dòng)規(guī)則：在主線程A執(zhí)行過(guò)程中耍攘，啟動(dòng)子線程B榕栏，那么線程A在啟動(dòng)子線程B之前對(duì)共享變量的修改結(jié)果對(duì)線程B可見(jiàn)。

線程終止規(guī)則：在主線程A執(zhí)行過(guò)程中蕾各，子線程B終止扒磁，那么線程B在終止之前對(duì)共享變量的修改結(jié)果在線程A中可見(jiàn)。

線程中斷規(guī)則：對(duì)線程interrupt()方法的調(diào)用先行發(fā)生于被中斷線程代碼檢測(cè)到中斷事件的發(fā)生示损，可以通過(guò)Thread.interrupted()檢測(cè)到是否發(fā)生中斷渗磅。

傳遞規(guī)則：這個(gè)簡(jiǎn)單的嚷硫，就是happens-before原則具有傳遞性检访，即A happens-before B ， B happens-before C仔掸，那么A happens-before C脆贵。

對(duì)象終結(jié)規(guī)則：這個(gè)也簡(jiǎn)單的，就是一個(gè)對(duì)象的初始化的完成起暮，也就是構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行的結(jié)束一定 happens-before它的finalize()方法卖氨。

synchronize和volatile對(duì)比

1、volatile是線程同步的輕量級(jí)實(shí)現(xiàn)，性能比synchronize好
2筒捺、volatile只能修飾變量柏腻，而synchronize可以修飾方法、代碼塊和變量
3系吭、volatile多線程時(shí)不會(huì)發(fā)生阻塞五嫂，而synchronize會(huì)阻塞線程
4、volatile可以保證可見(jiàn)性和有序性（禁止指令重排）肯尺，無(wú)法保證原子性沃缘，而synchronize都可以保證
總結(jié)：volatile就是保證變量對(duì)其他線程的可見(jiàn)性和防止指令重排序
而synchronize解決多個(gè)線程訪問(wèn)資源的同步性

鎖狀態(tài)

鎖的狀態(tài)總共有四種：
無(wú)鎖狀態(tài)（01）、偏向鎖（01）则吟、輕量級(jí)鎖（00）和重量級(jí)鎖（10）槐臀。
隨著鎖的競(jìng)爭(zhēng)，鎖可以從偏向鎖升級(jí)到輕量級(jí)鎖氓仲，再升級(jí)的重量級(jí)鎖（但是鎖的升級(jí)是單向的水慨，也就是說(shuō)只能從低到高升級(jí)，不會(huì)出現(xiàn)鎖的降級(jí)）

CAS和原子類(lèi)

CAS即Compare and Swap敬扛，是一種樂(lè)觀鎖的思想讥巡。為了保證該變量的可見(jiàn)性，需要使用volatile修飾舔哪，結(jié)合CAS和volatile可以實(shí)現(xiàn)無(wú)鎖并發(fā)欢顷，適用于競(jìng)爭(zhēng)不激烈、多核CPU的場(chǎng)景捉蚤。
原子操作類(lèi)：AtomicInteger抬驴、AtomicBoolean，底層采用CAS+volatile實(shí)現(xiàn)缆巧。

Monitor

每一個(gè)java對(duì)象都會(huì)關(guān)聯(lián)一個(gè)monitor對(duì)象布持，monitor對(duì)象的主要組成部分：waitSet（之前獲得過(guò)鎖的線程，條件不滿足后會(huì)進(jìn)入）陕悬，EntryList（線程等待隊(duì)列）题暖，Owner（鎖持有者）。

synchronized重量級(jí)鎖

基于悲觀鎖思想捉超，加鎖后關(guān)聯(lián)monitor對(duì)象胧卤，線程進(jìn)入后成為monitor的owner（即owner指向該線程），當(dāng)其他線程訪問(wèn)時(shí)會(huì)先檢查monitor對(duì)象是否空閑拼岳，若monitor對(duì)象已經(jīng)被持有枝誊，則進(jìn)入entryList等待，從而實(shí)現(xiàn)阻塞惜纸。

synchronized輕量級(jí)鎖

如果多線程訪問(wèn)一個(gè)對(duì)象的時(shí)間是錯(cuò)開(kāi)的叶撒，則可以使用輕量級(jí)鎖來(lái)優(yōu)化绝骚。

加鎖過(guò)程：如果加鎖對(duì)象為無(wú)鎖狀態(tài)（01）時(shí)，線程首先會(huì)在棧幀中創(chuàng)建一個(gè)鎖記錄空間（Lock Record）祠够，用于存儲(chǔ)鎖對(duì)象的Mark Work压汪，并將使用CAS操作鎖對(duì)象的Mark Work更新為指向鎖記錄的指針且將鎖記錄里的owner指針指向鎖對(duì)象的Mark Work，此時(shí)鎖對(duì)象的鎖標(biāo)志位是00（輕量級(jí)鎖）古瓤，如果更新失敗蛾魄，jvm首先會(huì)檢查鎖對(duì)象的Mark work是否指向當(dāng)前線程的棧幀，是的話就進(jìn)行鎖重入湿滓，繼續(xù)執(zhí)行同步代碼滴须，否則說(shuō)明多線程競(jìng)爭(zhēng)鎖，輕量級(jí)鎖就要升級(jí)為重量級(jí)鎖叽奥。

解鎖過(guò)程：通過(guò)CAS操作嘗試把線程中的Mark word 替換當(dāng)前對(duì)象的Mark word扔水，若操作成功則解鎖完成，否則說(shuō)明鎖已經(jīng)膨脹為重量級(jí)鎖朝氓，那就要在釋放鎖的同時(shí)喚醒被掛起的線程魔市。

鎖膨脹

鎖膨脹是指輕量級(jí)鎖在出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)的情況下，當(dāng)線程1持有輕量鎖時(shí)赵哲，線程2過(guò)來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)候待德，輕量鎖會(huì)膨脹為重量鎖，線程2會(huì)進(jìn)入等待隊(duì)列（EntryList）枫夺。

鎖自旋

重量級(jí)鎖競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)候将宪，不一定馬上進(jìn)入阻塞，還可以使用自旋來(lái)進(jìn)行優(yōu)化橡庞，如果當(dāng)前線程自旋成功较坛，就避免了阻塞。

• java6之后自旋鎖是自適應(yīng)的扒最，若自旋成功過(guò)丑勤，下次就會(huì)多自旋幾次；反之吧趣，就少自旋或不自旋
• 自旋會(huì)占用CPU時(shí)間法竞，單核CPU自旋就是浪費(fèi)，多核CPU才能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)
• java7之后不能控制是否開(kāi)啟自旋功能

偏向鎖

引入偏向鎖是為了在無(wú)多線程競(jìng)爭(zhēng)的情況下盡量減少不必要的輕量級(jí)鎖執(zhí)行路徑（即減少鎖重入）强挫，因?yàn)檩p量級(jí)鎖的獲取及釋放依賴(lài)多次CAS原子指令岔霸，而偏向鎖只需要在置換ThreadID的時(shí)候依賴(lài)一次CAS原子指令（由于一旦出現(xiàn)多線程競(jìng)爭(zhēng)的情況就必須撤銷(xiāo)偏向鎖，所以偏向鎖的撤銷(xiāo)操作的性能損耗必須小于節(jié)省下來(lái)的CAS原子指令的性能消耗）纠拔。

偏向鎖：只有第一次使用CAS時(shí)將線程ID設(shè)置到對(duì)象的Mark Work頭秉剑，之后發(fā)現(xiàn)這個(gè)線程ID是自己的就表示沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)泛豪，不用重新CAS稠诲。

一個(gè)對(duì)象創(chuàng)建時(shí)默認(rèn)開(kāi)啟偏向鎖侦鹏，但該默認(rèn)是延遲的（可通過(guò)VM參數(shù)BiasedLockingStartupDelay=0來(lái)禁用延遲），不會(huì)在程序啟動(dòng)時(shí)立即生效臀叙。

• 輕量級(jí)鎖是為了在線程交替執(zhí)行同步塊時(shí)提高性能略水，而偏向鎖則是在只有一個(gè)線程執(zhí)行同步塊時(shí)進(jìn)一步提高性能。

偏向鎖撤銷(xiāo)

• 對(duì)象調(diào)用hashCode()方法會(huì)禁用該對(duì)象的偏向鎖劝萤，原因就是調(diào)用了hashCode()方法渊涝，對(duì)象頭就沒(méi)有地方存放線程id了，只能禁用該對(duì)象的偏向鎖床嫌。重量級(jí)鎖在monitor對(duì)象中存儲(chǔ)hashCode跨释。
• 當(dāng)兩個(gè)及以上線程使用同一個(gè)對(duì)象時(shí)，偏向鎖將會(huì)升級(jí)為輕量級(jí)鎖厌处，如果這些線程會(huì)產(chǎn)生資源競(jìng)爭(zhēng)鳖谈，則進(jìn)一步升級(jí)為重量級(jí)鎖。
• 對(duì)象調(diào)用wait/notify阔涉，也會(huì)撤銷(xiāo)對(duì)象的偏向狀態(tài)缆娃，原因是只有重量級(jí)鎖才會(huì)有wait/notify機(jī)制
• 連續(xù)撤銷(xiāo)偏向超過(guò)40 次(超過(guò)閾值)，jvm會(huì)認(rèn)為確實(shí)偏向錯(cuò)了瑰排，于是所有類(lèi)都不可偏向贯要，新建的對(duì)象也不可以偏向

批量重偏向

如果對(duì)象雖然被多個(gè)線程訪問(wèn)，但沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)椭住，這時(shí)偏向了線程 T1 的對(duì)象仍有機(jī)會(huì)重新偏向 T2崇渗，重偏向會(huì)重置對(duì)象的 Thread ID；當(dāng)撤銷(xiāo)偏向鎖達(dá)到閾值 20 次后京郑，jvm 會(huì)這樣覺(jué)得显押，我是不是偏向錯(cuò)了呢，于是會(huì)在給這些對(duì)象加鎖時(shí)重新偏向至t2傻挂。因?yàn)榍?9次是輕量乘碑，釋放之后為無(wú)鎖不可偏向，但是20次后面的是偏向t2金拒，釋放之后依然是偏向t2兽肤。

鎖消除

JIT即時(shí)編譯器對(duì)字節(jié)碼做的優(yōu)化，當(dāng)判斷加鎖對(duì)象線程安全時(shí)绪抛，會(huì)進(jìn)行鎖消除资铡。

鎖粗化

JIT即時(shí)編譯器對(duì)字節(jié)碼做的優(yōu)化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)相鄰的synchronize塊使用的是同一個(gè)鎖對(duì)象幢码，那么就會(huì)把這幾個(gè)synchronize塊合并為一個(gè)加大的同步塊笤休，避免頻繁申請(qǐng)和釋放鎖。