每日一题 2020-03-23 Java的锁升级过程——synchronized关键字背后的秘密

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在JDK1.6之前，只要使用了synchornized关键字，加的就是重量级锁。但是由于重量级锁涉及用户态和内核态的切换，性能不佳，在JDK1.6之后为了优化性能，出现了偏向锁和轻量级锁（自旋锁）。有了这两种锁之后，使用synchronized关键字并不会一上来就加重量级锁，而是存在一个锁升级的过程，如下图所示。并且这个过程是不可逆的，只能升级不能降级。

Java synchornized锁升级过程

简单来说，如果开启了偏向锁（JDK1.6之后默认开启且默认JVM启动后4秒开启），对象在new出来之后就会进入一种“匿名偏向”状态——并没有真的加偏向锁，但是对象头部的markword标记与偏向锁一样为101，当有线程访问这个对象时，会把自己的id写入markword中给这个对象加上偏向锁。如果没有开启偏向锁，synchronized标记的对象就会直接加轻量级锁。

如果在线程竞争偏向锁时有线程等待时间过长，或者线程调用了wait()方法，就会直接给对象加重量级锁。

每一种锁在对象markword里的标记都不一样，如下图所示。注意这里的其他部分没有详细写出，实际上markword中存储的信息很复杂，以后再做总结。如果看到11，就是这个对象被GC标记了。

Java对象markword中的锁标志位与锁种类的关系

补充：

1. 如果一个对象的identity hashCode被计算过，它就无法被加偏向锁（这里的identity hashCode是没有被重写的java.lang.Object中的hashCode）；
2. 如果一个对象持有偏向锁，这时要计算identity hashCode的话，它所加的偏向锁会被撤销，并且直接膨胀为重量级锁。