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一、volatile的应用
volatile是轻量级的synchronized，在多线程中保证了共享变量的"可见性"。如果volatile变量修饰符使用恰当的话，它比synchronized的使用和执行成本更低，因为它不会引起线程上下文的切换和调度；
volatile的定义与实现原理
volatile修饰的共享变量，在多核处理器下会引发两件事情：
- 将当前处理器缓存航的数据写会到系统内存
- 这个写回内存的操作会使在其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效
为了提高处理速度，处理器不直接和内存进行通信，而是先将系统内存的数据读到缓存后再进行操作，但操作完不知道何时会写到内存。如果对声明了volatile的变量进行写操作，JVM就会向处理器发送一条Lock前缀的指令，将这个变量所在缓存行的数据写回到系统内存。同时其他处理器会将缓存中该变量的数据置为无效(缓存一致性协议)，从内存中重新读取；
volatile的使用优化
举例：
队列集合：LinkedTransferQueue 使用追加字节的方式优化队列的出队和入队性能；
并不是所有的使用volatile的变量都应该追加到64个字节：
追加字节，与处理器的缓存行处理字节数相关，有些处理器的缓存行是32个字节宽，就没有必要增加字节；
如果共享变量不会被频繁的写，锁几率非常小，也没有必要通过追加字节的方式来避免相互锁定；
二、Synchronized的实现原理和应用
synchronized实现同步的基础，Java中的每一个对象都可以作为锁，具体表现为下面三种形式：
- 对于普通同步方法，锁时当前实力对象
- 对于静态同步方法，锁时当前类的Class对象
- 对于同步方法块，锁时Synchronized括号里配置的对象
Java对象头
synchronized用的锁是存储在对象头中的；如果对象是数组类型，则虚拟机用3个字节宽存储对象头，如果对象是非数组类型，则用2个字节宽存储对象头；
锁的升级与对比
JavaSE1.6为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗，引入了"偏向锁"和"轻量级锁"；在JavaSE1.6中，锁一共有4种状态，级别从低到高依次是：无锁状态、偏向锁、轻量级锁、重量级锁，这几个状态会随着竞争情况逐渐升级；
锁可以升级，但不能降级，目的是为了提高获得锁和释放锁的效率；
锁的优缺点与对比
| 锁 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 偏向锁 | 加锁和解锁不需要额外的消耗，和执行非同步方法相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，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 | 追求响应时间，同步块执行速度非常快 |
| 重量级锁 | 线程竞争不适用自旋，不会消耗CPU | 线程阻塞，响应时间慢 | 追求吞吐量，同步块响应时间长 |
Java如何实现原子操作
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使用CAS实现原子操作
JDK并发包里提供了一些使用CAS支持原子操作的类，如：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，同时提供了有用的工具方法，比如自增、自减； -
使用锁机制实现原子操作