根據《深入理解java虛擬機》這本書總結

　　提到java的並發和鎖，第一反應可能回想到多線程、synchronized關鍵字等，那麽對於jvm虛擬機，這些是如何實現的呢？或者用的什麽思想實現的？

　　一、JAVA內存模型

　　　　為什麽要談到內存模型？並發編程和鎖要解決的問題就是同步的問題，拋開java代碼，虛擬機自身是如何實現單線程甚至是多線程保證同步的。這就需要對內存模型又了解，虛擬機如何讀取、修改、保存數據，在多線程的情況下，又是如何使這些操作安全，這就是了解內存模型的出發點。

　　　　內存模型？jvm運行時內存？這裏的java內存模型跟jvm內存時的區域劃分個人感覺也是有一些聯系的。java內存模型主要分：主內存和工作內存。其中主內存屬於線程共享的區域，可以跟運行內存的堆和方法去對應，工作內存則是線程運行時的私有內存，可以跟運行時內存的棧對應起來。

　　　　主內存？主內存是所有線程共享的，存儲一些變量(不包括方法的局部變量和方法的入參數，因為這些是線程內部私有的並不會涉及到並發問題，只包括成員變量、實例變量、靜態變量等)，線程不可以直接對主內存中的數據進行讀寫的操作。

　　　　工作內存？工作內存是線程私有的，當線程需要使用一個變量時，不能直接讀寫主內存的變量，而是給線程自身設置了一個專屬的工作內存，當前線程會將需要用的變量read到工作線程，然後通過load操作在工作內存中放入主內存的變量副本。線程只能對這些變量副本進行操作，操作完畢後，需要store該變量到主內存中，然後通過write操作將變量的值放入變量中。

　　二、主內存和工作內存的交互操作

　　　　上面粗略的講了主內存和工作內存對變量的操作。那麽這些操作中都涉及到哪些交互動作呢？

　　　　1、lock：作用於主內存變量，將一個變量標示為一個線程獨占的狀態。

　　　　2、unlock：將lock操作後鎖定狀態的變量釋放出來，只有unlock後變量才能被其他線程鎖定。

　　　　3、read：讀取主內存變量，並傳輸到工作內存，供load操作載入　　

　　　　4、load：載入read讀取到的數據，將主內存傳入的數據，放入工作內存的變量副本中。

　　　　5、use：在工作內存中使用該變量，將該變量傳給執行引擎

　　　　6、assign：工作內存操作變量的值

　　　　7、store：將工作內存的變量傳輸給主內存

　　　　8、write：將store傳輸的變量，寫入主內存對應的變量中

　　　　在這些操作中，虛擬機指定了一些規則，如3456操作不能單獨出現，不允許工作線程未進行6操作的情況下執行78操作，在對對象進行2操作之前，必須已經執行78操作等等。另外也有一些特殊情況，如被volatile修飾的變量，在工作線程中修改，其余線程也能察覺到。又比如對於long和double的變量在64位系統中，可以將讀寫操作分為兩次32位的操作進行等等。這些就不具體理解..

　　　　上面的操作都是原子操作（特殊情況如long、double除外），當兩個線程同時運行時，在沒有進行lock的情況下，如果同時read變量i值為1，放入工作內存，並且在工作內存中分別＋1，在最後78操作後，最終值為2，但是兩個線程分別＋1，結果應該為3，這就是多線程的情況下沒有同步導致的問題。下面會闡述，java提供了哪些規則/思想，在單線程和多線程來保證數據的同步。

　　三、單線程的代碼執行

　　　　我們寫一段代碼，對於當前線程來說代碼是按照一行一行，更精確的講是按照邏輯一步一步運行的，脫離這個線程，站在其他線程的的角度看，代碼確不是一步一步的執行的，有可能後面的邏輯先行執行，執行順序是沒有保證的，但是java是在經過計算，保證在結果一致的情況下去執行指令，所以對於單線程，我們是完全感知不到的。

　　四、多線程的同步

　　　　1、互斥同步：多線程並發訪問共享數據，保證共享數據在同一時刻只有一個線程能訪問，最基本的互斥同步就是synchronize關鍵字，經過代碼編譯後，在需要同步的前後分別形成monitorenter和monitorexit兩個字節碼指令，這兩個字節碼都需要對於的現場來鎖定和解鎖。另外synchronize對於同一個線程是可以重入的，如果當前線程再次執行同步方法，在原先獲取鎖的計數上加1，當然解鎖的時候－1，只有減到0的時候，才能真正的釋放鎖。

　　　　　juc包中lock下reentrantlock也是一種互斥同步鎖，這種鎖比synchronize更加輕量級，並且更加靈活，synchronize修飾，獲取不到鎖的時候，需要將線程掛起，這就需要切換到操作系統內核去執行，開銷也是很大的，並且reentrantlock提供了很多條件，如果獲取不到鎖，可以進行別的動作。

　　　　2、非堵塞同步：上面說到的互斥同步，主要的缺點就是線程進行堵塞和喚醒導致性能問題，因此在處理方式上來說，互斥同步鎖可以理解成一種悲觀的並發策略，因為他每次都考慮會有多個線程對資源進行競爭，必須要在獲得鎖的情況下才去操作。而這邊的非堵塞同步鎖，則可以理解成是一種樂觀引發策略。就是先進行操作，如果沒有其他線程對資源競爭，則操作成功，否則操作失敗，當然這裏也要有標誌條件去標記有沒有其余線程的競爭操作。這裏用到了cas的操作，比較當前值是否是預想的值，如果是，設置為新值，否則失敗。

　　　　3、另外還有幾個概念：自旋鎖（獲取不到鎖的情況，不進行掛起，線程自旋，在一定時間內還獲取不到鎖再掛起）、自適應自旋鎖（根據之前獲取該鎖通過自旋方式的成功率，自適應是否要進行自旋操作）。

八、JVM視角淺理解並發和鎖