高并发——CAS、Synchronized、Volatile
一、CAS
Compare and Exchange 比较并交换
1. CAS在JAVA最终底层的实现：cmpxchg=cas修改变量值
2. CAS操作在底层上有一条对应的汇编指令（硬件级别）：lock cmpxchg
3. 多个CPU的话前面要加lock
4. Cmpxchg指令是非原子性，加上Lock 就保证了原子性
5. Synchronized和volatile的底层都有lock指令
二、Synchronized的实现
1. 对象在内存中的存储布局：
java -XX:+PrintCommandLineFlags -version
2.工具查看对象在内存中大小
JOL=Java Object Layout
导入依赖
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jol</groupId>
<artifactId>jol-core</artifactId>
<version>0.9</version>
</dependency>
</dependencies>
Markword：8
Classpointer：4 本来是8开启指针压缩变4
Instance date：0
Padding：4 补齐至被8整除
Object o =new Object（）在内存中占16字节
下图可以看出，锁信息是在markword中
3.锁升级过程
锁升级过程：
new ——>>偏向锁——>>轻量级锁（无锁，自旋锁，自适应自锁） ——>>重量级锁
synchronized优化的过程和markword息息相关。
new：刚new出来对象，没有给它上锁。
偏向锁：；来了一个线程上去直接“贴个标签（线程ID）”，后面可能还是这个线程。（效率高，无竞争）。
轻量级锁（自旋锁）：来线程竞争了，撤销偏向锁，升级轻量级锁，线程都有自己的线程栈，在自己线程栈里生成各自的对象：lockrecord。抢的过程是CAS操作，看谁能将自己的lockrecord“贴上去”。用CAS操作讲markword设置为指向自己这个想成的LR的指针。
重量级锁：竞争加剧，有线程超过10次自旋，或者自选线程数超过CPU核数的一半，JVM自己控制。继续升级为重量级锁（向操作系统申请资源）（每一个重量级锁下面有一个队列，锁升级成功相当于进入了锁的队列，在队列里如果没轮到线程执行就不会消耗CPU，线程在wait或阻塞状态）每个线程都进入队列中“冻死”，什么时候轮到对应的线程，就将其“解冻”。
锁消除 lock eliminate
我们都知道StringBuffer是线程安全的，因为它的关键方法都是被synchronized修饰，但我们看上面
这段代码，我们会发现，sb这个引用只会在add方法中使用，不可能被其他线程引用（因为是局部变
量，栈私有），因此sb是不可能共享的资源，JVM会自动消除StringBuffer对象内部的锁。
锁粗化 lock coarsening
JVM会检测到这样一连串的操作，都对同一个对象加锁（while 循环内100次执行append，没有锁
粗化的就会进行100次加锁/解锁），此时JVM就会将加锁的范围粗化到这一连串的操作的外部（比如
while虚幻体外），使得这一连串操作只需要加一次锁即可。
高并发——CAS、Synchronized、Volatile
原文：https://www.cnblogs.com/jingge0723/p/14292004.html