Synchronized锁的升级

目录

什么是锁升级

什么是锁消除

什么是锁粗化

什么是Mark Word

锁升级的过程

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什么是锁升级

 

使用Synchronized会让其他线程阻塞，这样很影响程序的总体效率。因此jdk1.6以后优化了Synchronized机制即——锁升级

锁升级的过程为：无锁=》偏向锁=》轻量级锁=》重量级锁

注意：锁是不会降级的！

 

 

什么是锁消除

 

假如你在一个方法中用到了锁，但JVM并没有检查到有共享数据竞争的问题，为了减少性能损耗，JVM会把你的这个锁消除掉

 

 

什么是锁粗化

 

让锁的作用范围尽可能的小，这样可以让锁内代码尽可能少，缩短锁的持有时间。

但锁粗化并不都是有益的。比如有一个for循环，你频繁在for循环里面上锁，释放锁非常影响性能

 

什么是Mark Word

 

Mark Word用来存储对象运行时数据，用来记录对象运行时的一些参数，如：GC年龄，HashCode，锁标志，栈中的指针等

 

 

锁升级的过程

 

1.当没有对象上锁，对象为普通的对象。锁标志位为01，偏向锁标志为0

2.当对象被当作同步锁(Synchronized)，假如线程A抢到了。锁标志依然为01，偏向锁标志变为1，此时锁升级为偏向锁。

偏向锁意味着如果再次进入或者退出同一段同步代码块，并不在需要进行加锁或解锁

3.当线程A再次试图获取锁时，JVM发现同步锁对象标志位是01，偏向锁标志为1。MarkWord会记录线程id就是A的id，表示A可以执行同步代码块。

4.当线程B尝试获取锁，JVM发现已经有人占用了，并且线程ID不是B的ID，因此B会先用CAS尝试比较并交换，成功则B获得锁，失败B会进入自旋。

5.B失败后说明锁存在竞争，这样就会导致”偏向锁升级为轻量级锁“。B会再次和A进行CAS比较并交换

6.如果轻量级锁后B仍然抢锁失败，就会使用自旋锁循环，自旋次数由JVM决定。如果某一时间成功，B获得锁。

7.如果B仍然抢锁失败，轻量级锁会升级为重量级锁，标志位改成10，在这个状态下未抢到锁的线程都会被阻塞，并由操作系统底层的Monitor来管理，这样就会出现CPU用户态和内核态的切换，会消耗资源——又名”重量级锁“

 

一个对象刚开始实例化的时候，没有任何线程来访问它。它是可偏向的，意味着它现在认为只可能有一个线程访问它，因此第一个线程访问它之后会偏向第一个线程，这个线程在执行偏向锁操作时使用了CAS，将对象头的ThreadID改成自己的ID，之后再次访问这个对象只需要比较ID，而不需要再使用CAS进行操作。

 

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锁状态。此时该对象已经存在锁竞争了，会检查原来持有该对象锁的线程是否依然存活，如果挂了则可改变成无锁状态，然后重新偏向新的线程，如果原来的线程依然存活，则马上执行那个线程的操作栈，如果仍然持有偏向锁，会被升级成轻量级锁，如果不存在使用了，将对象恢复到无锁的状态，然后重新偏向。

 

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(自旋)，当自旋超过一定次数，或一个线程持有锁，一个线程在自旋，这时来了第三个线程，轻量级锁会膨胀为重量级锁，重量级锁使除了拥有锁的线程外的其他线程全部阻塞，防止CPU空转