并发编程带来的挑战

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一、 简述锁升级的流程和原理 为了防止多线程访问共享资源造成线程阻塞的问题，并不会立马对共享资源加重量级锁，使线程进入BLOCKING状态，而是先尝试加偏向锁，在一步步向轻量级锁、重量级锁膨胀的策略，如下图所示： image.png **偏向锁：**不存在资源竞争，资源总是由一个线程获取的情况下使用。在对象头存储了当前线程的id. **轻量级锁：**如果偏向锁被关闭或者已经被其他线程获取，这种情况下抢占同步锁会膨胀到轻量级锁。轻量级锁会通过CAS操作（自旋），把锁对象的标记字段替换为一个指针指向当前线程栈帧中的LockRecord **重量级锁：**多个线程获取同一个锁的时候，虚拟机就会阻塞未获取到锁的线程，并在目标锁释放的时候唤醒阻塞的线程。对象头存储了指向重量级锁的指针。 总结： **偏向锁：**无实际竞争，且将来只有第一个申请锁的线程会使用锁。 **轻量级锁：**无实际竞争，多个线程交替使用锁；允许短时间的锁竞争。 **重量级锁：**有实际竞争，且锁竞争时间长。

二、Synchronized的原理 synchronized有三种方式来加锁，分别是：方法锁，对象锁synchronized(this)，类锁synchronized(Demo.Class)。其中在方法锁层面可以有如下3种方式：

修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁 静态方法，作用于当前类对象加锁，进入同步代码前要获得当前类对象的锁 修饰代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码库前要获得给定对象的锁。 使用synchronized加锁会从低到高逐步升级， 无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁

重量级锁通过对象内部的监视器（monitor）实现，一段被synchronized修饰的同步方法或者代码块时，该线程得先获取到synchronized修饰的对象对应的monitor，过程如下 image.png

三、线程是不是越多越好？为什么？ 不是，由于硬件资源的限制，线程过多会造成线程阻塞，阻塞或者唤醒一个线程时，都需要操作系统来帮忙，这就需要从用户态转换到内核态，而转换状态是需要消耗很多时间的，有可能比用户执行代码的时间还要长。

四、wait和notify为什么要加锁 wait方法的语义有两个，一个是释放当前的对象锁、另一个是使得当前线程进入阻塞队列， 而这些操作都和监视器是相关的，所以wait必须要获得一个监视器锁。 　　而对于notify来说也是一样，它是唤醒一个线程，既然要去唤醒，首先得知道它在哪里？所以就必须要找到这个对象获取到这个对象的锁，然后到这个对象的等待队列中去唤醒一个线程。

作者：https://gper.club/articles/7e7e7f7ff3g5bgc0g69