一、syncronized

原理：

Jvm基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步。
代码块同步是使用 monitorenter和monitorexit指令实现，monitorenter指令是在编译后插入到同步代码块的开始位置，而monitorexit是插入到方法结束处和异常处，任何对象都有一个monitor与之关联，当且一个monitor被持有后，它将处于锁定状态。

锁升级步骤

使用syncronized后，其他线程想要进入此区块，内部进化过程

无锁01：1位存储是否是偏向锁，0是无锁状态、1是偏向锁状态
偏向锁实现01： java对象头mark word存储锁偏向的线程id，一段代码一直被某个线程访问，置换threadid时候只需要一次CAS操作
轻量级锁实现00：锁是偏向锁时候，并正在被其他线程访问，线程想要访问时候，需借助CAS+有限次数自旋判断，避免线程切换cpu消耗
重量级锁实现10：当通过偏向锁没有获取到，则此线程进入阻塞状态，释放cpu

字节占用分配

64位虚拟机

无锁： 25位unused、31位hashcode、1位cms_free、4位对象分代年龄、1位是否是偏向锁、2位锁标志位
偏向锁：54位偏向锁的线程id、2位Epoch、1位Cms_free、4位对象分代年龄、1位偏向锁标志、2位锁标志位
轻量级锁： 62位指向栈中锁的记录的指针、2位锁标志位
重量级锁：62位指向重量级锁的指针、2位锁标志位

32位虚拟机：

无锁：25位对象存储hashcode、4位对象分代年龄、1位是否偏向锁、2位锁标志位
偏向锁：23位存储线程id、2位epoch、4位存储对象分代年龄、1位是否是偏向锁、2位锁标志位
轻量级锁:30位指向栈中的锁记录指针、2位存放锁标志位
重量级锁：30位指向重量级锁的指针、2位锁标志位

二、CAS

原理：

内存位置、预期原值、新值

如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置的值更新为新值，否则不做任何处理。

借助于cpu的原子指令

Cpu的原子指令操作依赖于两种技术

1、总线锁定：处理器提供LOCK信号，当一个处理器在总线上输出此信号后，其他处理器的请求将被阻塞，该处理器就会独占共享内存(把cpu和内存之间的通信锁住)

2、缓存锁定：缓存一致性阻止同时修改两个以上处理器缓存的内存区域数据，当其他处理器回写已被锁定的缓存行的数据时，会使缓存行无效

内部依赖Unsafe.java类实现
对于compareAndSwapInt如何保证原子性

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) { return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update); }

以下为do-while类型，设置不成功则一直自旋

getAndAddInt getAndAddLong getAndSetInt getAndSetLong getAndSetObject

存在问题：

1、ABA问题：
Unsafe.java类中

public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) { int v; do { v = getIntVolatile(o, offset); } while (!compareAndSwapInt(o, offset, v, v + delta)); return v; }

ABA问题来源是获取和比较是两步操作，所以就会存在并发的问题
单独拿出来getIntVolatile 和compareAndSwapInt都是原子操作
所以对于只调用下面类似AtomicInteger.java类中这个方法是cpu保证的原子操作是没有问题的

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) { return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update); }

通过引入AtomicStampedReference 类来解决CAS问题，即不但比较内存地址，而且比较数据被修改的版本号

2、循环时间长开销(由于类似getAndAddInt的方法的do while循环导致)

3、只能保证一个共享变量的原子操作