15.课程总结与回顾

本笔记来源于：尚硅谷JUC并发编程（对标阿里P6-P7）
b站视频

文章来自：
https://www.yuque.com/gongxi-wssld/csm31d/ln0mq1w7wp1oy99g
https://www.yuque.com/liuyanntes/vx9leh/fpy93i
https://blog.csdn.net/dolpin_ink/category_11847910.html

脑图

本地：
尚硅谷JUC并发编程

在线：
尚硅谷JUC并发编程

在线脑图加载时间超长。

1、 CompletableFuture

2、 “锁”事儿

3、JMM

4、synchronized及升级优化

4.1 锁的到底是什么

作用于实例方法，当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁；
作用于代码块，对括号里配置的对象加锁。
作用于静态方法，当前类加锁，进去同步代码前要获得当前类对象的锁；

4.2 无锁→偏向锁→轻量锁→重量锁

4.3 Java对象内存布局和对象头

4.4 64位图

5、CAS

5.1 CAS的底层原理

比较并交换

//unsafe.cpp
UNSAFE_ENTRY(jboolean, Unsafe_CompareAndSwapInt(JNIEnv *env, jobject unsafe, jobject obj, jlong offset, jint e, jint x))
  UnsafeWrapper("Unsafe_CompareAndSwapInt");
  oop p = JNIHandles::resolve(obj);
  jint* addr = (jint *) index_oop_from_field_offset_long(p, offset);
  return (jint)(Atomic::cmpxchg(x, addr, e)) == e;
UNSAFE_END

JDK提供的CAS机制，在汇编层级，会禁止变量两侧的指令优化，然后使用cmpxchg指令比较并更新变量值(原子性)

5.2 CAS问题

ABA问题

问题：
线程X准备将变量的值从A改为B，然而这期间线程Y将变量的值从A改为C，然后再改为A；最后线程X检测变量值是A，并置换为B。
但实际上，A已经不再是原来的A了解决方法，是把变量定为唯一类型。值可以加上版本号，或者时间戳。

解决：
如加上版本号，线程Y的修改变为A1->B2->A3，此时线程X再更新则可以判断出A1不等于A3

6、volatile

特性

内存屏障

7、LockSupport

7.1 是什么

LockSupport是基于Unsafe类，由JDK提供的线程操作工具类，主要作用就是挂起线程，唤醒线程。

LockSupport.park

LockSupport.unpark

7.2 LockSupport.park和Object.wait区别

线程在Object.wait之后必须等到Object.notify才能唤醒

LockSupport可以先unpark线程，等线程执行LockSupport.park是不会挂起的，可以继续执行

8、AbstractQueuedSynchronizer

8.1 是什么

volatile+cas机制实现的锁模板，保证了代码的同步性和可见性，而AQS封装了线程阻塞等待挂起，解锁唤醒其他线程的逻辑。AQS子类只需根据状态变量，判断是否可获取锁，是否释放锁，使用LockSupport挂起、唤醒线程即可

//AbstractQueuedSynchronizer.java
public class AbstractQueuedSynchronizer{
    //线程节点
    static final class Node {
        volatile Node prev;
        volatile Node next;
        volatile Thread thread;
        ...
    }    
    //head 等待队列头尾节点
    private transient volatile Node head;
    private transient volatile Node tail;
    private volatile int state;      // The synchronization state. 同步状态
    ...
    //提供CAS操作，状态具体的修改由子类实现
    protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
        return STATE.compareAndSet(this, expect, update);
    }
}

8.2 出队入队Node

AQS内部维护一个同步队列，元素就是包装了线程的Node。

同步队列中首节点是获取到锁的节点，它在释放锁的时会唤醒后继节点，后继节点获取到锁的时候，会把自己设为首节点。
线程会先尝试获取锁，失败则封装成Node，CAS加入同步队列的尾部。在加入同步队列的尾部时，会判断前驱节点是否是head结点，并尝试加锁(可能前驱节点刚好释放锁)，否则线程进入阻塞等待。

9、ThreadLocal

当使用ThreadLocal声明变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，
每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本

10、 原子增强类