Java中的同步构造是否在内部(以某种方式)使用硬件原语CAS操作

我很难理解synchronized语句和相关的notify()、notifyAll()和wait()方法的硬件支持是什么，这些方法存在于每个java对象上。

我已经阅读并知道如何使用这些构造，但我一直认为它们是直接映射到硬件原语的。

在我深入研究有关并发性的书籍时，我只阅读了硬件直接提供的compare-and-swap(CAS)操作。

这些构造似乎是由JVM本身创建/维护的。如果我的阅读是正确的，每个对象都包含一些状态以及访问它的线程的信息。这用于定义该对象的监视器，并协调多个线程对该对象的访问
但如果是这样的话，该状态本身是如何通过并发访问进行管理的？它肯定是要管理的，对吗？是CAS吗？

如果是CAS，这意味着只有一种真正的同步形式，CAS。所有其他都是衍生品。既然Atomic变量(即CAS)在性能方面更好且无等待，为什么要开发具有相关synchronized、notify()、notifyAll()、wait()方法的监控器结构？

我知道Atomic变量到用户类只出现在Java5.0之后，但在此之前，Java已经监视/内部锁了。它们是如何实施的？

安顿好孩子们这将是一个漫长的过程。

首先讨论CAS(C公司AndSwap)这不是同步机制。这是一个原子操作，允许我们更新主内存中的值，同时测试该值是否没有改变(或者是我们期望的值)。不涉及锁定。尽管它们被一些同步原语(信号量、互斥)使用。让我们看看下面的例子：

a = 1;
--------------------------------
Thread 1   |  Thread 2 
b = 1 + a   |   b = 2 + a
cas(*a, 1, b ) | cas(*a, 1, b )

现在其中一个CAS-e将失败，我的意思是它将返回false。另一个将返回true，指针*a表示的值将用新值更新。如果我们不使用CAS，而只是更新了值，就像这样：

a = 1;
--------------------------------
Thread 1   |  Thread 2 
b = 1 + a   |   b = 2 + a
a = b     |     a = b

在这个计算结束时，a可能是2或3，两个线程都会很高兴地完成，而不知道a中保存了什么值。这就是所谓的数据竞赛，CAS是解决这个问题的一种方法。

CAS的存在使我们能够编写一些无锁算法(不需要同步)，如java.util.concurrent包中的集合，这些集合不需要同步，以便同时访问。

现在我提到CAS是用来实现同步的。这就是为什么获取锁和执行CAS的成本几乎相同的原因(如果没有争用！！！)并且在发送过程中，您可以获得对同步关键字的硬件支持。

synchronized(this){ 
n = n + 1; 
}
AtomicLong al = new AtomicLong();
al.updateAndGet( n -> n + 1)

当使用CAS与同步时，您可能会受到的性能打击来自当您的CAS失败时，您可以重试，而使用同步可能会导致线程休眠到操作系统。进入上下文切换的兔子洞(这可能会发生，也可能不会发生：)取决于操作系统)。

现在是notify(), notifyAll() and wait()。直接调用作为操作系统一部分的线程调度程序。调度程序有两个队列等待队列和

运行队列在Java中，有两种基本的线程同步，一种是通过(wait()，notify()称为协作，另一种是经由锁称为

(互斥)。而这一般都是对平行轨道做一次思考。

现在我不知道在Java5之前是如何进行同步的。但现在您有两种使用对象进行同步的方法(其中一种可能是旧的，另一种是新的)。

偏置锁定。线程id被放在对象头中，然后当同一特定线程想要锁定时，解锁该对象，该操作不会花费我们任何成本。这就是为什么如果我们的应用程序有很多未控制的锁，这可以显著提高我们的性能。因为我们可以避免第二条路径：
(这可能是旧的)使用monitorenter/monitorexit。这是字节码指令。它们被放置在synchronize {...}语句的入口和出口上。这就是对象标识变得相关的地方。当它成为锁定信息的一部分时。

好的，就这样。我知道我没有完全回答这个问题。这个题目是如此复杂和困难。"Java语言规范"中的第17章标题为"Java内存模型"，这可能是唯一一个普通程序员无法阅读的章节(也许动态调度也属于这一类：)。我希望至少你能在谷歌上找到正确的单词。

几个链接：https://www.artima.com/insidejvm/ed2/threadsynchP.html(monitorrenter/monitorexit，解释)

https://www.ibm.com/developerworks/library/j-jtp10185/index.html(如何在jvm内优化锁)

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