多线程知识体系

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深入分析synchronized原理和锁膨胀过程

Java线程池详解

深入理解线程和线程池

锁膨胀

锁膨胀方向：无锁 —> 偏向锁 —> 轻量级锁 —> 重量级锁

注：我们之前经常会听到锁升级是不允许降级的，这指的是 ”偏向锁 —> 轻量级锁 —> 重量级锁“ 这个过程，不包括 ”无锁 —> 偏向锁 “，当然你也可以这么理解，无锁状态本身就没有锁，所以何来锁升级一说呢？

1. 从无锁到偏向锁

一个对象刚开始实例化的时候，没有任何线程来访问它的时候。它是可偏向的，意味着，它现在认为只可能有一个线程来访问它，所以当第一个线程来访问它的时候，它会偏向这个线程，此时，对象持有偏向锁，偏向第一个线程。这个线程在修改对象头成为偏向锁的时候使用 CAS 操作，并将对象头中的 ThreadID 改成自己的 ID，之后再次访问这个对象时，只需要对比 ID，不需要再使用 CAS.

2. 从偏向锁到轻量级锁

一旦有第二个线程访问这个对象，因为偏向锁不会主动释放，所以第二个线程可以看到对象是偏向状态，这时表明在这个对象上已经存在竞争了，检查原来持有该对象锁的线程是否依然存活，如果挂了，则可以将对象变为无锁状态，然后重新偏向新的线程，如果原来的线程依然存活，则马上检查该对象的使用情况，如果仍然需要持有偏向锁，则偏向锁升级为轻量级锁（ 偏向锁就是这个时候升级为轻量级锁的）。如果不存在使用了，则可以将对象回复成无锁状态，然后重新偏向。

3. 从轻量级锁到重量级锁

轻量级锁认为竞争存在，但是竞争的程度很轻，一般两个线程对于同一个锁的操作都会错开，或者说稍微等待一下（自旋），另一个线程就会释放锁。 但是当自旋超过一定的次数，或者一个线程在持有锁，一个在自旋，又有第三个来访时，轻量级锁膨胀为重量级锁，重量级锁使除了拥有锁的线程以外的线程都阻塞，防止 CPU 空转。