Java并發(fā)編程中并發(fā)機制的底層實現(xiàn)原理是什么

今天就跟大家聊聊有關(guān)Java并發(fā)編程中并發(fā)機制的底層實現(xiàn)原理是什么，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

Java中的并發(fā)機制依賴于JVM的實現(xiàn)和CPU指令，接下來我們深入底層探索Java并發(fā)機制的實現(xiàn)原理。

1、volatile

      Java中允許線程訪問共享變量，為了保證共享變量能夠一致的被更新，線程應該確保通過排他鎖單獨的獲取這個變量。Java中就提供了volatile，如果一個字段被聲明成volatile，在java線程內(nèi)存模型確保所有的線程看到的這個變量的值都是一致的。

volatile是一種輕量級synchronized，而且執(zhí)行的成本比較低，沒有上下文切換的消耗。volatile修飾的共享變量在進行寫操作的時候，在多處理器下會引起兩件事：

（1）、將當前處理器緩存行的數(shù)據(jù)寫會到系統(tǒng)內(nèi)存

（2）、這個回寫操作會使得CPU中其他的處理器緩存了該地址的數(shù)據(jù)無效。

對于高速緩存行是64個字節(jié)寬的處理器，如果隊列的頭節(jié)點和尾節(jié)點都不足64字節(jié)的話，處理器會將他們讀到同一個高速緩存行，修改頭節(jié)點時，會將整個緩存行鎖定，導致其它的處理器不能讀到自己的高速緩存區(qū)的尾節(jié)點。影響出隊列和入隊列操作的效率。追加64字節(jié)能夠?qū)olatile的性能進行優(yōu)化，避免頭節(jié)點和尾節(jié)點同時加載到同一個高速緩存行中，避免互相鎖定。

2、synchronized

上面的追加字節(jié)的方式可能在Java 7 中不生效，它會淘汰或重排序無用的字段，除了volatile，Java中用的較多的的synchronized，下面看一下：

synchronized是一種重量級鎖，Java中每個對象多可以作為鎖，具體是下面3種形式：
（1）、普通同步方法，鎖是當前實例對象

（2）、靜態(tài)同步方法，瑣是當前類的Class對象

（3）、同步方法塊，鎖是synchronized 括號里配置的對象

synchronized用的鎖是存在Java對象頭的，對象頭中有字段標示當前是哪種鎖，鎖一共4種狀態(tài)、級別由低到高：無鎖狀態(tài)、偏向鎖狀態(tài)、輕量級鎖、重量級鎖

三種鎖的對比

3、原子操作

原子操作是指不可中斷的一個或一系列的操作，一般的處理器是利用總線加鎖或者緩存加鎖的方式實現(xiàn)多處理器之間的原子操作。

總線鎖定：處理器提供一個LOCK # 信號，剛一個處理器在總線上輸出一個信號時，其它的處理器請求就會被阻塞住，那么該處理器就可以獨占共享內(nèi)存了。

緩存鎖定：內(nèi)存區(qū)域如果被緩存在處理器的緩存行中，在Lock操作期間被鎖定，在執(zhí)行鎖操作回寫到內(nèi)存時，處理器不在總線上聲言LOCK #信號，而是修改內(nèi)存地址，緩存的一致性機制會阻止同時修改由2個以上處理器緩存的內(nèi)存區(qū)數(shù)據(jù)，其他的處理器成功回寫被鎖定的緩存行數(shù)據(jù)時，會使緩存行無效，其它的處理器就不能在使用這個緩存行了。

Java中是通過使用鎖個CAS（atomic包）的方式來實現(xiàn)原子操作。

看完上述內(nèi)容，你們對Java并發(fā)編程中并發(fā)機制的底層實現(xiàn)原理是什么有進一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關(guān)內(nèi)容，請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。