C++：库函数，用于产生带有暂停和无等待的自旋锁？ - 腾讯云开发者社区 - 腾讯云

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Java高并发：synchronize底层原理

图片 2 锁状态内置锁有4种状态：无锁、偏向锁、轻量级锁和重量级锁，分别适合没有竞争的场景、轻微竞争的场景、剧烈竞争的场景。...，则将锁对象变为无锁状态，重新偏向线程2即可；在安全点暂停线程1，遍历线程1的栈帧，检查是否存在锁记录lock record持有偏向锁。...1 核心原理轻量级锁执行流程：在抢锁线程进入临界区之前，如果内置锁没有被锁定，JVM首先在抢锁线程的栈帧中建立一个锁记录用于存放锁对象的Mark Word的拷贝；然后抢锁线程使用CAS自旋操作尝试将内置锁对象的...轻量级锁适用于持有锁时间短、竞争不激烈的情况，线程2会自旋一段时间，如果能够获取到锁就不需要进行内核态与用户态之间的切换进行阻塞线程，乐观锁的思想。...图片 3 自适应自旋锁自适应自旋锁等待线程空循环的自旋次数并非是固定的，而是动态地根据实际情况来调整，大概原理是：如果抢锁线程在同一个锁对象上之前成功获取到锁，JVM就会认为这次自旋很有可能再次成功

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浅析 synchronized 底层实现与锁相关 | Java

切出：一个线程被剥夺处理器的使用权而被暂停运行切入：一个线程被选中占用处理器开始运行或者继续运行切出切入的过程中，操作系统需要保存和恢复相应的进度信息，这个进度信息就是*上下文* 3....常见的锁自旋锁如果持有锁的线程能在很短时间内释放锁资源，那么那些等待竞争锁的线程就不需要做内核态和用户态之间的切换进入阻塞挂起状态，它们只需要等一等(自旋)，等持有锁的线程释放锁后即可立即获取锁，这样就避免用户线程和内核的切换的消耗...如果持有锁的线程时间超过自旋等待的最大时间扔没有释放锁，就会导致其他争用锁的线程在最大等待时间内还是获取不到锁，这时争用线程会停止自旋进入阻塞状态。...但是如果锁的竞争激烈，或者持有锁的线程需要长时间占用锁执行代码块，这时候就不适合使用自旋锁，因为自旋锁在获取锁前一直都是占用cpu不断做尝试，线程自旋产生的消耗大于线程阻塞挂起操作的消耗。...偏向锁的撤销，需要等待全局安全点(即在这个时间点上没有字节码正在执行)，它会首先暂停拥有锁的线程，判断锁对象是否处于被锁定状态，撤销偏向锁后恢复到未锁定(标志位为"01") 或轻量级锁(标志位为"00"

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Linux面试专题

Linux面试专题 1 Linux中主要有哪几种内核锁? Linux 的同步机制不断发展完善。从最初的原子操作,到后来的信号量,从大内核锁到今天的自旋锁。...这些同步机制的发展伴随Linux从单处理器到对称多处理器的过渡; 伴随着从非抢占内核到抢占内核的过度。Linux的锁机制越来越有效,也越来越复杂。 Linux 的内核锁主要是自旋锁和信号量。...自旋锁最多只能被一个可执行线程持有,如果一个执行线程试图请求一个已被争用(已经被持有)的自旋锁,那么这个线程就会一直进行忙循环——旋转——等待锁重新可用。...信号量的睡眠特性,使得信号量适用于锁会被长时间持有的情况;只能在进程上下文中使用,因为中断上下文中是不能被调度的;另外当代码持有信号量时,不可以再持有自旋锁。...Linux 内核中的同步机制:原子操作、信号量、读写信号量和自旋锁的API,另外一些同步机制,包括大内核锁、读写锁、大读者锁、RCU (Read-Copy Update,顾名思义就是读-拷贝修改),和顺序锁

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Java程序员必知的并发编程艺术——并发机制的底层原理实现

在JDK1.6后，对Synchronized进行了一系列优化，引入了偏向锁和轻量级锁，对锁的存储结构和升级过程。有效减少获得锁和释放锁带来的性能消耗。...需要等待全局安全点（在这个时间点上没有字节码正在执行），它会首先暂停拥有偏向锁的线程，然后检查持有偏向锁的线程是否活着，如果线程不处于活动状态，则将对象头设置成无锁状态，如果线程仍然活着，拥有偏向锁的栈会被执行...，遍历偏向对象的锁记录，栈中的锁记录和对象头的Mark Word，要么重新偏向于其他线程，要么恢复到无锁或者标记对象不适合作为偏向锁，最后唤醒暂停的线程。...3.其他锁概念自旋锁: 自旋锁是采用让当前线程不停地的在循环体内执行实现的，当循环的条件被其他线程改变时才能进入临界区。...锁的优缺点对比: 优点缺点适用场景偏向锁加锁和解锁不需要额外的消耗，和执行非同步方法比仅存在纳秒级的差距如果线程间存在锁竞争，会带来额外的锁撤销的消耗适用于只有一个线程访问同步块场景轻量级锁竞争的线程不会阻塞

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synchronize和volatile

并发产生的问题 Java 种并发会产生三大问题: 重排序(编译器优化和指令重排序) 内存可见性(JMM 内存模型) 原子性 Java 对并发的规范约束并发问题使得我们的代码有可能会产生各种各样的执行结果...偏向锁的撤销，需要等待全局安全点（在这个时间点上没有字节码正在执行），它会首先暂停拥有偏向锁的线程，判断锁对象是否处于被锁定状态。...在代码进入同步块的时候，如果同步对象锁状态为无锁状态（锁标志位为“01”状态，是否为偏向锁为“0”），虚拟机首先将在当前线程的栈帧中建立一个名为锁记录（Lock Record）的空间，用于存储锁对象目前的...若当前只有一个等待线程，则该线程通过自旋进行等待。但是当自旋超过一定的次数，或者一个线程在持有锁，一个在自旋，又有第三个来访时，轻量级锁升级为重量级锁。...这样避免一个线程反复申请/释放锁。适应锁当一个线程持申请锁时，该锁正在被其他线程持有。那么申请锁的线程会进入等待，等待的线程会被暂停，暂停的线程会产生上下文切换。

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偏向锁、轻量级锁、重量级锁、自旋锁、自适应自旋锁

偏向锁的目标是，减少无竞争且只有一个线程使用锁的情况下，使用轻量级锁而产生的性能消耗。轻量级锁每次申请、释放锁都至少需要一次CAS，但偏向锁只有初始化时需要一次CAS。...轻量级锁的目标是，减少无实际竞争情况下，使用重量级锁产生的性能消耗，包括系统调用引起的内核态与用户态切换、线程阻塞造成的线程切换等。...如果锁的线程能在很短时间内释放资源，那么等待竞争锁的线程就不需要做内核态和用户态之间的切换进入阻塞状态，只需自旋，等持有锁的线程释放后即可立即获取锁，避免了用户线程和内核的切换消耗。...，因此允许自旋等待持续相对更长的时间。...如果线程间存在锁竞争，会带来额外的锁撤销的消耗。适用于只有一个线程访问同步块场景。轻量级锁竞争的线程不会阻塞，提高了程序的响应速度。如果始终得不到锁竞争的线程使用自旋会消耗CPU。

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什么是Synchronized？

2、用法： 1、修饰实例方法作用于当前对象实例加锁，进入同步代码前要获得当前对象实例的锁。 2、修饰静态方法作用于类的所有对象的锁。...非公平主要表现在获取锁的行为上，并非是按照申请锁的时间前后给等待线程分配锁的，每当锁被释放后，任何一个线程都有机会竞争到锁，这样做的目的是为了提高执行性能，缺点是可能会产生线程饥饿现象。...锁一共有4中状态：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态，这几种状态会随着竞争情况逐渐升级，但不能降级，目的是为了提高锁和释放锁的效率。...，而正在竞争的线程会进入自旋等待获得该轻量级锁。...到全局安全点后，先暂停拥有偏向锁的线程，检查该线程是否或者。不活动或已经退出代码块，则对象头设置为无锁状态，然后重新偏向新的线程。

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锁机制-java面试

Java SE1.6为了减少获得锁和释放锁所带来的性能消耗，引入了“偏向锁”和“轻量级锁”，所以在Java SE1.6里锁一共有四种状态，无锁状态，偏向锁状态，轻量级锁状态和重量级锁状态，它会随着竞争情况逐渐升级...偏向锁的撤销，需要等待全局安全点（在这个时间点上没有字节码正在执行），它会首先暂停拥有偏向锁的线程，然后检查持有偏向锁的线程是否活着，如果线程不处于活动状态，则将对象头设置成无锁状态，如果线程仍然活着，...拥有偏向锁的栈会被执行，遍历偏向对象的锁记录，栈中的锁记录和对象头的Mark Word，要么重新偏向于其他线程，要么恢复到无锁或者标记对象不适合作为偏向锁，最后唤醒暂停的线程。...自旋锁省去了阻塞锁的时间空间（队列的维护等）开销，但是长时间自旋就变成了“忙式等待”，忙式等待显然还不如阻塞锁。...对于自旋锁来说： 1、若有同一线程两调用lock() ，会导致第二次调用lock位置进行自旋，产生了死锁说明这个锁并不是可重入的。

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C++并发编程中的锁的介绍

信号量用于控制同时访问某个资源的线程数量，可以实现线程的互斥和同步。...悲观锁和乐观锁在C++中，锁通常被分为两种类型：悲观锁和乐观锁其中悲观锁是指在访问共享资源时先获取锁，防止其他线程同时修改该资源，适用于写操作多的场景。C++中的互斥锁就是一种悲观锁。...而乐观锁则是在不加锁的情况下，尝试去读取和修改共享资源，如果遇到冲突，再使用重试等机制解决冲突，适用于读操作多于写操作的场景。- 在C++中，可以使用atomic类型来实现乐观锁。...- 除了atomic类型，C++11还引入了一些使用乐观锁的算法，如无锁队列和无锁哈希表等。这些算法使用原子操作来实现线程安全，同时充分利用了乐观锁的优势，避免了使用锁所带来的开销。...自旋锁适用于锁被占用的时间很短的场景，因为自旋锁在等待锁的过程中会一直占用CPU，当锁被占用的时间较长时，这种方式会浪费大量的CPU资源。

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《C++中的高效并发锁机制：解锁多线程编程的潜力》

如果互斥锁已经被其他线程占用，那么该线程将被阻塞，直到互斥锁被释放。条件变量通常与互斥锁一起使用，用于实现线程之间的同步。当一个线程需要等待某个条件满足时，它可以使用条件变量进行等待。...当另一个线程满足了这个条件时，它可以通知等待的线程继续执行。除了标准库提供的同步原语外，C++还支持一些高级的并发编程技术，如原子操作、无锁数据结构等。...选择合适的锁类型在 C++中，有多种不同类型的锁可供选择，如互斥锁、读写锁（ std::shared_mutex ）、自旋锁等。不同类型的锁适用于不同的场景，选择合适的锁类型可以提高程序的性能。...读写锁允许多个线程同时进行读操作，但在进行写操作时必须独占访问资源。这种锁类型可以提高读操作的并发度，从而提高程序的性能。自旋锁适用于对共享资源的短时间访问场景。...自旋锁在获取锁时不会阻塞线程，而是不断地尝试获取锁，直到成功为止。这种锁类型适用于对共享资源的访问时间非常短的情况，因为在这种情况下，线程阻塞和唤醒的开销可能会比自旋等待的开销更大。 2.

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偏向锁

当有写线程在修改共享数据时，其他线程需要自旋等待，这在一定程度上提高了程序的并发性能。...则将线程ID写入锁拥有者字段中，并标记为无锁状态，同时唤醒等待队列中的线程 Atomic::cmpxchg((int)thread_id, lock_word, lock_word...，则直接返回，不做任何操作 } } 4、何时撤销 4.1、到达安全点偏向锁的撤销需要等待全局安全点（safe point），此时会暂停所有线程，然后检查持有偏向锁的线程是否还活着，如果线程不处于活动状态...，则将对象头设置成无锁状态；如果线程仍然活着，则需要遍历持有偏向锁的栈，检查是否存在其他对象头和该对象头不一致，如果存在，则需要重新偏向该线程。...5、小结偏向锁可以提高带有同步但无竞争的程序性能，但它同样是一个带有效益权衡(TradeOff)性质的优化，也就是说它并非总是对程序运行有利。

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学synchronized锁升级过程，吊打面试官

同时很多锁状态只会持续很短一段时间，为了这一段很短的时间频繁地阻塞和唤醒线程是非常不值得的。所以引入自旋锁。...其步骤如下：暂停拥有偏向锁的线程，判断锁对象石是否还处于被锁定状态；撤销偏向锁，恢复到无锁状态或者轻量级锁的状态；安全点会导致stw（stop the word），导致性能下降，这种情况下应当禁用...wait_to_block: 在VM Operation开始前需要等待其暂停的线程数第三部分是到达安全点时的各个阶段以及执行操作所花的时间，其中最重要的是vmop spin: 等待线程响应safepoint...号召的时间； block: 暂停所有线程所用的时间； sync: 等于 spin+block，这是从开始到进入安全点所耗的时间，可用于判断进入安全点耗时； cleanup: 清理所用时间； vmop:...轻量级锁的目标是，减少无实际竞争情况下，使用重量级锁产生的性能消耗，包括系统调用引起的内核态与用户态切换、线程阻塞造成的线程切换等。顾名思义，轻量级锁是相对于重量级锁而言的。

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Java并发编程：Java中的锁和线程同步机制

Java中的锁自旋锁自旋锁原理非常简单，如果持有锁的线程能在很短时间内释放锁资源，那么那些等待竞争锁的线程就不需要做内核态和用户态之间的切换进入阻塞挂起状态，它们只需要等一等（自旋），等持有锁的线程释放锁后即可立即获取锁...如果持有锁的线程执行的时间超过自旋等待的最大时间扔没有释放锁，就会导致其它争用锁的线程在最大等待时间内还是获取不到锁，这时争用线程会停止自旋进入阻塞状态。...偏向锁的撤销，需要等待全局安全点（在这个时间点上没有字节码正在执行），它会首先暂停拥有偏向锁的线程，判断锁对象是否处于被锁定状态，撤销偏向锁后恢复到未锁定（标志位为“01”）或轻量级锁（标志位为“00”... wait_to_block: 在VM Operation开始前需要等待其暂停的线程数第三部分是到达安全点时的各个阶段以及执行操作所花的时间，其中最重要的是vmop spin: 等待线程响应safepoint...还有一个注意点：等待轻量锁的线程不会阻塞，它会一直自旋等待锁，并如上所说修改markword。这就是自旋锁，尝试获取锁的线程，在没有获得锁的时候，不被挂起，而转而去执行一个空循环，即自旋。

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CAS与自旋锁的实现原理发布于 20

CAS操作的引入，使得我们能够实现一系列复杂的并发数据结构，如Atomic类、并发容器、线程池等，并且它在实现无锁数据结构和算法时也是不可或缺的工具。...这种方式避免了线程挂起和唤醒带来的高昂代价，是一种低延迟的锁策略。在并发量不高，锁持有时间较短的场景下，自旋锁可以带来很好的性能提升。...在本期文章中，我将以JDK17u源码为例从JDK底层的角度来（C/C++）深入探讨CAS的原理以及通过CAS实现的自旋锁功能。...自旋锁是一种忙等（busy waiting）锁，它不会让出CPU，而是一直等待直到能够获取锁。自旋锁中的循环是通过CAS来实现的，这也是CAS最常见的使用场景之一。...回顾综上所述，我对CAS的理解是，它是比较并交换Compare-And-Swap的意思，是一种原子操作的乐观锁，用于在多线程环境中实现无锁同步。 CAS操作通常需要传入一个内存地址、期望值和新值。

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多线程锁的升级原理是什么?

锁的级别从低到高：无锁 -> 偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁锁分级别原因：没有优化以前，synchronized是重量级锁（悲观锁），使用 wait 和 notify、notifyAll...来切换线程状态非常消耗系统资源；线程的挂起和唤醒间隔很短暂，这样很浪费资源，影响性能。...偏向锁的撤销，需要在某个时间点上没有字节码正在执行时，先暂停拥有偏向锁的线程，然后判断锁对象是否处于被锁定状态。...当前只有一个等待线程，则该线程将通过自旋进行等待。...重量级锁：指当有一个线程获取锁之后，其余所有等待获取该锁的线程都会处于阻塞状态。

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彻底弄懂StringBuffer与StringBuilder的区别「建议收藏」

偏向锁的升级当线程1访问代码块并获取锁对象时，会在java对象头和栈帧中记录偏向的锁的threadID，因为偏向锁不会主动释放锁，因此以后线程1再次获取锁的时候，需要比较当前线程的threadID和Java...，那么暂停当前线程1，撤销偏向锁，升级为轻量级锁，如果线程1 不再使用该锁对象，那么将锁对象状态设为无锁状态，重新偏向新的线程。...因为阻塞线程需要CPU从用户态转到内核态，代价较大，如果刚刚阻塞不久这个锁就被释放了，那这个代价就有点得不偿失了，因此这个时候就干脆不阻塞这个线程，让它自旋这等待锁释放。...，线程2的CAS失败，那么线程2就尝试使用自旋锁来等待线程1释放锁。...但是如果自旋的时间太长也不行，因为自旋是要消耗CPU的，因此自旋的次数是有限制的，比如10次或者100次，如果自旋次数到了线程1还没有释放锁，或者线程1还在执行，线程2还在自旋等待，这时又有一个线程3过来竞争这个锁对象

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深入浅出JVM的锁优化案例锁优化

锁优化适应性自旋（Adaptive Spinning）线程阻塞的时候，让等待的线程不放弃cpu执行时间，而是执行一个自旋(一般是空循环)，这叫做自旋锁。...自旋等待本身虽然避免了线程切换的开销，但它是要占用处理器时间的，因此，如果锁被占用的时间很短，自旋等待的效果就非常好，反之，如果锁被占用的时间很长，那么自旋的线程只会白白消耗处理器资源，带来性能上的浪费...因此，自旋等待的时间必须要有一定的限度。如果自旋超过了限定的次数仍然没有成功获得锁，就应当使用传统的方式去挂起线程了。...轻量级锁（Lightweight Locking）轻量级锁是JDK 1.6之中加入的新型锁机制。它的作用是在没有多线程竞争的前提下，减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。...如果说轻量级锁是在无竞争的情况下使用CAS操作去消除同步使用的互斥量，那偏向锁就是在无竞争的情况下把整个同步都消除掉，连CAS操作都不做了。

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Java程序员必知的并发编程艺术——并发机制的底层原理实现

在JDK1.6后，对Synchronized进行了一系列优化，引入了偏向锁和轻量级锁，对锁的存储结构和升级过程。有效减少获得锁和释放锁带来的性能消耗。...Java程序员必知的并发编程艺术——并发机制的底层原理实现锁有四个等级: 无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁。如果存在竞争，就会不断升级，但不会降级。...需要等待全局安全点（在这个时间点上没有字节码正在执行），它会首先暂停拥有偏向锁的线程，然后检查持有偏向锁的线程是否活着，如果线程不处于活动状态，则将对象头设置成无锁状态，如果线程仍然活着，拥有偏向锁的栈会被执行...，遍历偏向对象的锁记录，栈中的锁记录和对象头的Mark Word，要么重新偏向于其他线程，要么恢复到无锁或者标记对象不适合作为偏向锁，最后唤醒暂停的线程。...3.其他锁概念自旋锁: 自旋锁是采用让当前线程不停地的在循环体内执行实现的，当循环的条件被其他线程改变时才能进入临界区。

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Synchronized实现原理与常见面试题

偏向锁的撤销，需要等待全局安全点（在这个时间点上没有字节码正在执行），它会首先暂停拥有偏向锁的线程，判断锁对象是否处于被锁定状态。...在代码进入同步块的时候，如果同步对象锁状态为无锁状态（锁标志位为“01”状态，是否为偏向锁为“0”），虚拟机首先将在当前线程的栈帧中建立一个名为锁记录（Lock Record）的空间，用于存储锁对象目前的...若当前只有一个等待线程，则该线程通过自旋进行等待。但是当自旋超过一定的次数，或者一个线程在持有锁，一个在自旋，又有第三个来访时，轻量级锁升级为重量级锁。 4....非公平主要表现在获取锁的行为上，并非是按照申请锁的时间前后给等待线程分配锁的，每当锁被释放后，任何一个线程都有机会竞争到锁，这样做的目的是为了提高执行性能，缺点是可能产生线程饥饿现象。...Synchronized显然是一个悲观锁，因为它的并发策略是悲观的：不管是否会产生竞争，任何的数据都必须加锁、用户态核心态转换、维护锁计数器和检查是否有被阻塞的线程需要被唤醒等操作。

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Java锁优化

Java SE1.6为了减少获得锁和释放锁所带来的性能消耗，引入了“偏向锁”和“轻量级锁”，所以在Java SE1.6里锁一共有四种状态，无锁状态，偏向锁状态，轻量级锁状态和重量级锁状态，它会随着竞争情况逐渐升级...偏向锁的撤销，需要等待全局安全点（在这个时间点上没有字节码正在执行），它会首先暂停拥有偏向锁的线程，然后检查持有偏向锁的线程是否活着，如果线程不处于活动状态，则将对象头设置成无锁状态，如果线程仍然活着，...拥有偏向锁的栈会被执行，遍历偏向对象的锁记录，栈中的锁记录和对象头的Mark Word要么重新偏向于其他线程，要么恢复到无锁或者标记对象不适合作为偏向锁，最后唤醒暂停的线程。...自旋锁省去了阻塞锁的时间空间（队列的维护等）开销，但是长时间自旋就变成了“忙式等待”，忙式等待显然还不如阻塞锁。...经过调查，目前只是通过汇编暂停了几个CPU周期，除了自旋周期选择，HotSpot还进行许多其他的自旋优化策略，具体如下：如果平均负载小于CPUs则一直自旋如果有超过(CPUs/2)个线程正在自旋，则后来线程直接阻塞

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