锁升级的过程；CAS；对象内存布局问题；object在内存中占几个字节；
一.CAS是什么？
- CAS（Compare and swap）比较与交换， 是一种有名的无锁算法，CAS的3个操作数：内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B
- CAS可保证在无锁的状况下，多给线程对一个值的更新
- 当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值(A和内存值V相同时，将内存值V修改为B)，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试(否则什么都不做)
经典ABA问题：当读取到的内存值V是被修改过（只是1变为2又变为1）这种情况，需要在每次计算后的值上，加版本号，来标识。或者使用boolea类型的值来标识。
二.CAS,volatile，sychronized的底层实现原理：
他们的原理有一样-----lock cmpxchg指令（hotspot层级，native修饰的）
三.一个object对象在内存中占多少字节呢
对象内存布局问题
普通对象在内存中由四部分组成：对象头（markword）；类型指针（class pointer）；实例数据（instance data）；对齐（padding）。
- markword：【占8个字节】主要存的是关于sycnroniazed锁信息，和GC信息
- classpointer：【压缩后占4个字节（一般）；没压缩是8个字节】表示这个对象属于哪个类
- instance data：【看具体数据类型】比如m = new A（）； 是int类型的，占4个字节
- padding：【对齐】这四个字节数加起来必须可以整除8.不行的话由padding补齐（因为sychronized读内存的值得时候，按总线宽度来读，被8整除时读的快，效率高。）
（1）在classpointer被压缩的情况下：object对象 1和2为8+4=12个字节。他没有实例的话3=0字节；12不能整除8，所以补齐16.所以object对象在内存中占16个字节。
（2）在classpointer不被压缩时：1和2为8+8=16个字节，3为0，此时正好可以整除8。所以这个情况也是16个字节。
（3）user对象有两个变量①String name，int age 。压缩时：此时1和2为12个字节，3为4+4=8字节。一共是20字节，不能整除8，所以4 padding要补齐4个成24字节。
所以这样的user对象在内存中占24个字节。
四.锁升级过程
说明：在markword的8个字节64位下，保存锁信息，GC信息等。其最后三位的第一位表示偏向锁，最后两位表示普通锁位。
（1）对象刚被new出来。最后三位是0，无锁。
（2）偏向锁：偏向于第一个线程（没有锁，不跟操作系统申请重量级锁）贴标签。执行过程 比如张三要上厕所，然后就给厕所门上贴一个标签为他的名字，也就是自己的线程id这就是偏向锁。
当有别的线程来时，发生任意竞争，就会自动升级为轻量级锁。
（3）轻量级锁：又叫自旋锁（CAS）。执行过程 比如王五这时也来上厕所了发现厕所有标签了，那么他俩开始抢，利用CAS，先撤销偏向锁状态，然后张三，王五自己的线程栈存的自己的对象（lockrecord），抢，看谁的这个指针最后能指向厕所门。谁抢到了，谁的lockrecord指针就指向厕所门。
此时，偏向锁状态下，锁不在队列中等待，太消耗CPU了，所以再次升级为重量级锁。系统定的自旋超过10次，或者自旋的线程数超过CPU的二分之一就升级（jdk1.6之后，由JVM开自动控制）。
（4）重量级锁：（markword指向互斥量的指针）synchronized。
五. synchronized底层的五层实现
（1）java代码：加synchronized
（2）class字节码：编译
（3）执行过程中自动锁升级：new 偏向锁 轻量级锁 重量级锁。
（4）lock comxchg指令
六.volatile的特性：
（1）线程可见性
（2）防止指令重排序
实现：被volatile修饰的变量在编译成字节码文件时会多个lock指令，该指令在执行过程中会生成相应的内存屏障，以此来解决可见性跟重排序的问题。
内存屏障的作用：
1.在有内存屏障的地方，会禁止指令重排序，即屏障下面的代码不能跟屏障上面的代码交换执行顺序。
2.在有内存屏障的地方，线程修改完共享变量以后会马上把该变量从本地内存写回到主内存，并且让其他线程本地内存中该变量副本失效（使用MESI协议）
volatile是“轻量级”synchronized，保证了共享变量的“可见性”（JMM确保所有线程看到这个变量的值是一致的），使用和执行成本比synchronized低，因为它不会引起线程上下文切换和调度。
volatile的变量在进行写操作时，会在前面加上lock质量前缀。
Lock前缀，Lock不是一种内存屏障，但是它能完成类似内存屏障的功能。Lock会对CPU总线和高速缓存加锁，可以理解为CPU指令级的一种锁。
而Lock前缀是这样实现的
它先对总线/缓存加锁，然后执行后面的指令，最后释放锁后会把高速缓存中的脏数据全部刷新回主内存。
在Lock锁住总线的时候，其他CPU的读写请求都会被阻塞，直到锁释放。Lock后的写操作会让其他CPU相关的cache失效，从而从新从内存加载最新的数据，这个是通过缓存一致性协议做的。