cas 鎖
鎖的四種狀態和公升級
鎖的四種狀態：無鎖、偏向鎖、輕量級鎖和重量級鎖
無鎖
無鎖就是沒有真正意義上的上鎖，所有的執行緒還是能訪問並修改同乙個資源，但是通過演算法控制，實現同時只有乙個執行緒修改成功。cas原理及應用即是無鎖的實現。無鎖無法全面代替有鎖，但無鎖在某些場合下的效能是非常高的。
比如：cas全稱 compare and swap（比較與交換），是一種無鎖演算法。
在不使用鎖的情況下（沒有執行緒被阻塞），實現多執行緒的變數同步。
cas演算法主要涉及到3個運算元：
①需要進行讀寫操作的值 v
②判斷是否更新的比較值 a
③需要替換值v寫入新的值 b
在最開始將v賦值給a，再進行資料操作生成b，需要更新v之前，
比較一下a是否還與v相等，相等說明資料未變化，執行更新操作，
不相等，則更新不能完成。
cas全稱 compare and swap（比較與交換），是一種無鎖演算法。
在不使用鎖的情況下（沒有執行緒被阻塞），實現多執行緒的變數同步。
cas演算法主要涉及到3個運算元：
①需要進行讀寫操作的值 v
②判斷是否更新的比較值 a
③需要替換值v寫入新的值 b
在最開始將v賦值給a，再進行資料操作生成b，需要更新v之前，
比較一下a是否還與v相等，相等說明資料未變化，執行更新操作，
不相等，則更新不能完成。
偏向鎖
偏向鎖是指一段同步**一直只被乙個執行緒所訪問，那麼該執行緒會自動獲取鎖，降低獲取鎖的成本。
> 例如：家裡只有乙個碗，但也只有我乙個人需要乙個碗吃飯，所以不存在爭搶，這就是偏向鎖
因為在大多數情況下，鎖總都是被同乙個執行緒多次反覆獲得，不存在多執行緒競爭，所以就出現了偏向鎖。目標就是在只有乙個執行緒執行同步**塊時能夠提高效能。
偏向鎖只有遇到其他執行緒嘗試競爭偏向鎖時，持有偏向鎖的執行緒才會釋放鎖，執行緒不會主動釋放偏向鎖。
> 例如：我家還是只有乙個碗，當我朋友來我家和我一起吃飯，這時候就有兩個人，只有這乙個碗吃飯，偏向鎖公升級
偏向鎖的撤銷，需要等待全域性安全點（在這個時間點上沒有位元組碼正在執行），它會首先暫停擁有偏向鎖的執行緒，判斷鎖物件是否處於被鎖定狀態。撤銷偏向鎖後恢復到輕量級鎖（標誌位為「00」）的狀態。 **當進入偏向鎖的時候 先進行執行緒id判斷，如果是同乙個執行緒，那不會進行鎖的公升級，如果執行緒的id不同那麼會 進行執行緒的競爭，這時候會進行鎖公升級；**
輕量級鎖
是指當鎖是偏向鎖的時候，被另外的執行緒所訪問，偏向鎖就會公升級為輕量級鎖，其他執行緒會通過自旋的形式嘗試獲取鎖，不會阻塞，從而提高效能。
如果這個更新動作成功了，那麼這個執行緒就擁有了該物件的鎖，並且物件mark word的鎖標誌位設定為「00」，表示此物件處於輕量級鎖定狀態。
如果輕量級鎖的更新操作失敗了，虛擬機器首先會檢查物件的mark word是否指向當前執行緒的棧幀，如果是就說明當前執行緒已經擁有了這個物件的鎖，那就可以直接進入同步塊繼續執行，否則說明多個執行緒競爭鎖。
若當前只有乙個等待執行緒，則該執行緒通過自旋進行等待。但是當自旋超過一定的次數，或者乙個執行緒在持有鎖，乙個在自旋，又有第三個來訪時，輕量級鎖公升級為重量級鎖。
重量級鎖
> 當我和女朋友都很餓的時候，我女朋友覺得我吃的太慢了，不想等我吃完，這時候就會去爭搶這唯一的乙個碗先吃飯，這是重量級鎖狀態
公升級為重量級鎖時，鎖標誌的狀態值變為「10」，此時mark word中儲存的是指向重量級鎖的指標，此時等待鎖的執行緒都會進入阻塞狀態。
這裡只有如果深入了解 會涉及到 使用者態（輕量級問題）和核心態（重量級問題、作業系統）的問題！！！
## 總結
> 整體的鎖狀態公升級流程是：無鎖-> 偏向鎖 -> 輕量級鎖 -> 重量級鎖
鎖狀態的改變是根據競爭激烈程度進行的，在幾乎無競爭的條件下，會使用偏向鎖，在輕度競爭的條件下，會由偏向鎖公升級為輕量級鎖， 在重度競爭的情況下，會公升級到重量級鎖。
偏向鎖通過對比mark word 解決加鎖問題，避免執行cas操作。
輕量級鎖是通過cas操作和自旋來解決加鎖問題，避免執行緒阻塞和喚醒帶來的效能影響。
重量級鎖是將除擁有鎖的執行緒之外的執行緒全部阻塞。
那cas是什麼？ cas中會遇見哪些問題 如何解決?
cas即比較並替換，是一種實現併發演算法時常用到的技術
裡面有三個運算元：記憶體值v、舊的預期值a、要修改的值b；
當預期值a和記憶體值v相同時，才會將記憶體值修改為b並返回true，否則什麼都不做並返回false。
cas存在aba問題，解決方案是：可以對每個值新增乙個版本號來判斷，cas只是一種思想
使用cas+版本號進行解決，對乙個資料如果修改了的話，那麼版本號就進行+1，然後再迴圈比較的時候，不僅僅比較值再根據版本號就可以解決aba問題。
如果版本號相同我們就可以加入時間戳 當版本號和時間戳都相同時 才會進行資料的改變！
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