一、volatile的應用

volatile是輕量級的synchronized，在多執行緒中保證了共享變數的"可見性"。如果volatile變數修飾符使用恰當的話，它比synchronized的使用和執行成本更低，因為它不會引起執行緒上下文的切換和排程；

volatile的定義與實現原理

volatile修飾的共享變數，在多核處理器下會引發兩件事情：

• 將當前處理器快取航的資料寫會到系統記憶體
• 這個寫回記憶體的操作會使在其他CPU裡快取了該記憶體地址的資料無效

為了提高處理速度，處理器不直接和記憶體進行通訊，而是先將系統記憶體的資料讀到快取後再進行操作，但操作完不知道何時會寫到記憶體。如果對聲明瞭volatile的變數進行寫操作，JVM就會向處理器傳送一條Lock字首的指令，將這個變數所在快取行的資料寫回到系統記憶體。同時其他處理器會將快取中該變數的資料置為無效(快取一致性協議)，從記憶體中重新讀取；

volatile的使用優化

舉例：
佇列集合：LinkedTransferQueue 使用追加位元組的方式優化佇列的出隊和入隊效能；

並不是所有的使用volatile的變數都應該追加到64個位元組：
追加位元組，與處理器的快取行處理位元組數相關，有些處理器的快取行是32個位元組寬，就沒有必要增加位元組；
如果共享變數不會被頻繁的寫，鎖機率非常小，也沒有必要通過追加位元組的方式來避免相互鎖定；

二、Synchronized的實現原理和應用

synchronized實現同步的基礎，Java中的每一個物件都可以作為鎖，具體表現為下面三種形式：

• 對於普通同步方法，鎖時當前實力物件
• 對於靜態同步方法，鎖時當前類的Class物件
• 對於同步方法塊，鎖時Synchronized括號裡配置的物件

Java物件頭

synchronized用的鎖是儲存在物件頭中的；如果物件是陣列型別，則虛擬機器用3個位元組寬儲存物件頭，如果物件是非陣列型別，則用2個位元組寬儲存物件頭；

鎖的升級與對比

JavaSE1.6為了減少獲得鎖和釋放鎖帶來的效能消耗，引入了"偏向鎖"和"輕量級鎖"；在JavaSE1.6中，鎖一共有4種狀態，級別從低到高依次是：無鎖狀態、偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖，這幾個狀態會隨著競爭情況逐漸升級；
鎖可以升級，但不能降級，目的是為了提高獲得鎖和釋放鎖的效率；

鎖的優缺點與對比

Java如何實現原子操作

• 使用CAS實現原子操作
  JDK併發包裡提供了一些使用CAS支援原子操作的類，如：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，同時提供了有用的工具方法，比如自增、自減；

• 使用鎖機制實現原子操作