synchronized 和 volatile，是最基礎的兩個鎖！

volatile是輕量級鎖，它在多核處理器開發中保證了共享變量的可見性。即當一個線程修改一個共享變量時，其他線程能夠讀到這個修改的值。它比syncronized使用和成本更低。

要說volatile的實現原理，就要先看一下cpu基本概念。java語言規范第3版中對volatile的定義如下：

volatile會添加一條lock# 前綴的指令在匯編前，使數據立即從緩沖區刷到主內存，同時通過緩存一致性協議，將其他緩存了該內存地址的緩存失效。從而達到內存可見的目的。

synchronized是重量級鎖，它是存放在java對象頭里，如圖：

在運行期間，mark word里的數據會隨鎖標志位變化而變化。

syncronized 實現鎖方法實現為，在進入前加入monitorenter和在退出時monitorexit，每個對象都有一個monitor！

鎖分偏向鎖，輕量級鎖和重量級鎖，偏向鎖的前提是線程切換的可能性比較少，在對象頭中保存線程偏向標識，在釋放鎖只需判定該偏向鎖是否為需要的即可，如果有競爭則進行鎖升級，到輕量級鎖，再到重量級鎖。鎖只能正向升級，不能反向降級；

cpu中實現原子操作原理為，首先處理器能自動保證基本的內存操作的原子性，從系統內存讀取或寫入一個字節是原子的，即當一個處理器在讀取一個字節時，其他處理器是不能訪問這個字節的內存地址的。另外比如某處理器能自動保證單處理器對同一個緩存行里進行16/32/64位的操作是原子的，另外的復雜操作如跨總線寬度跨多緩存行跨頁表的訪問則是不能保證原子的。但是，處理器提供總線鎖定和緩存鎖定兩個機制來保證復雜內存操作的原子性，從而使鎖一類的操作得到了保障。

其中，總線鎖定開銷比較大。實現為使用處理器提供的一個lock # 信號，當一個處理器在總線上輸出此信號時，其他處理器的請求將被阻塞住，從而使該處理器以獨占方式使用內存。

緩存鎖定機制則是為了減輕總線鎖帶來的巨大開銷而出來的，即如果某個操作被處理器緩存在處理器的緩存行里，并且聲明了lock #操作，就可以只修改內部的內存地址，并允許它的緩存一致性來保證原子性，緩存一致性會阻止同時修改兩個以上處理器緩存的內存區域數據，當其他處理器回寫鎖定的緩存行時，會使緩存行失效，從而保證操作的原子性。但是兩種情況不能用緩存鎖定，一操作的數據不能被緩存在處理器內部時，或者操作數據跨多個緩存行時，使用總線鎖定；二處理器不支持緩存鎖定；

jmm內存模型為，主內存和工作存，每個線程直接與工作內存交互，在不確定的時間點將數據刷入主內存，只有刷入主內存的數據對其他線程才是可見的。

鎖機制保證了只有獲得鎖的線程才能操作鎖定的內存區域，有偏向鎖，輕量級鎖和互斥鎖，但除了偏向鎖外，其他兩個都是用cas來實現，即獲取鎖時用cas保證獲取，退出同步塊時使用循環cas釋放鎖。由此可見，cas在java鎖實現中的重要地位。

但是我們也要明白 cas 也有自己的弊端，如ABA問題，循環時間長時開銷很大；

基于cas，java中實現多個常用的原子操作，一般以 AtomicXXX 命名，在需要強一致性多線程操作場景，可以派上用場。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java concurrent 锁_java并发机制锁的类型和实现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。