轻量级锁
轻量级锁的使用场景：如果一个对象虽然有多线程要加锁，但加锁的时间是错开的（也就是没有竞争），那么可以使用轻量级锁来优化。轻量级锁对使用者是透明的，即语法仍然是 synchronized
假设有两个方法同步块，利用同一个对象加锁
static final Object obj = new Object();
public static void method1() {synchronized( obj ) {// 同步块 Amethod2();}
}
public static void method2() {synchronized( obj ) {// 同步块 B}
}-
创建锁记录（Lock Record）对象，每个线程都的栈帧都会包含一个锁记录的结构，内部可以存储锁定对象的 Mark Word
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让锁记录中 Object reference 指向锁对象，并尝试用 cas 替换 Object 的 Mark Word，将 Mark Word 的值存入锁记录
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如果 cas 替换成功，对象头中存储了锁记录地址和状态 00 ，表示由该线程给对象加锁，这时图示如下
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如果 cas 失败，有两种情况
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如果是其它线程已经持有了该 Object 的轻量级锁，这时表明有竞争，进入锁膨胀过程
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如果是自己执行了 synchronized 锁重入（从lock record的指向就可以知道是不是同一个线程），那么再添加一条 Lock Record 作为重入的计数
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当退出 synchronized 代码块（解锁时）如果有取值为 null 的锁记录，表示有重入，这时重置锁记录，表示重入计数减一
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当退出 synchronized 代码块（解锁时）锁记录的值不为 null，这时使用cas将Mark Word的值恢复给锁的对象头
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成功，则解锁成功
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失败，说明轻量级锁进行了锁膨胀或已经升级为重量级锁，进入重量级锁解锁流程
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锁膨胀
如果在尝试加轻量级锁的过程中，CAS 操作无法成功，这时一种情况就是有其它线程为此对象加上了轻量级锁（有 竞争），这时需要进行锁膨胀，将轻量级锁变为重量级锁。
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当 Thread-1 进行轻量级加锁时，Thread-0 已经对该对象加了轻量级锁，即对象的对象头的锁标志位是00，表示已是轻量级锁了。
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这时 Thread-1 加轻量级锁失败，进入锁膨胀流程
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即为 Object 对象申请 Monitor 锁，让 Object 的Mark Word指向重量级锁地址
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然后自己进入 Monitor 的 EntryList BLOCKED，进入阻塞队列等待。
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当 Thread-0 退出同步块解锁时，使用 cas 将 Mark Word 的值恢复给对象头，失败。这时会进入重量级解锁流程，即按照 Monitor 地址找到 Monitor 对象，设置 Owner 为 null，唤醒 EntryList 中 BLOCKED 线程
自旋优化
重量级锁竞争的时候，还可以使用自旋来进行优化，如果当前线程自旋成功（即这时候持锁线程已经退出了同步 块，释放了锁），这时当前线程就可以避免阻塞。如果发生阻塞，线程会从就绪态变为阻塞态，且会进行线程的上下文切换，耗费cpu资源
自旋重试成功的情况
| 线程1 ( core 1上) | 对象Mark | 线程2 ( core 2上) |
|---|---|---|
| - | 10（重量锁） | - |
| 访问同步块，获取monitor | 10（重量锁）重量锁指针 | - |
| 成功（加锁） | 10（重量锁）重量锁指针 | - |
| 执行同步块 | 10（重量锁）重量锁指针 | - |
| 执行同步块 | 10(重量锁）重量锁指针 | 访问同步块，获取 monitor |
| 执行同步块 | 10（重量锁）重量锁指针 | 自旋重试 |
| 执行完毕 | 10（重量锁）重量锁指针 | 自旋重试 |
| 成功（解锁） | 01（无锁） | 自旋重试 |
| - | 10（重量锁）重量锁指针 | 成功（加锁) |
| - | 10（重量锁）重量锁指针 | 执行同步块 |
| - | ... | ... |
自旋重试失败的情况
| 线程1 ( core 1上) | 对象Mark | 线程2( core 2上) |
|---|---|---|
| - | 10（重量锁） | - |
| 访问同步块，获取monitor | 10（重量锁）重量锁指针 | - |
| 成功（加锁) | 10（重量锁）重量锁指针 | - |
| 执行同步块 | 10（重量锁）重量锁指针 | - |
| 执行同步块 | 10（重量锁）重量锁指针 | 访问同步块，获取monitor |
| 执行同步块 | 10（重量锁）重量锁指针 | 自旋重试 |
| 执行同步块 | 10（重量锁）重量锁指针 | 自旋重试 |
| 执行同步块 | 10（重量锁）重量锁指针 | 自旋重试 |
| 执行同步块 | 10（重量锁）重量锁指针 | 阻塞 |
| - | ... | ... |
自旋会占用 CPU 时间，单核 CPU 自旋就是浪费，多核 CPU 自旋才能发挥优势。
在 Java 6 之后自旋锁是自适应的，比如对象刚刚的一次自旋操作成功过，那么认为这次自旋成功的可能性会 高，就多自旋几次；反之，就少自旋甚至不自旋，总之，比较智能。
Java 7 之后不能控制是否开启自旋功能
锁消除
JIT即时编译器会对代码进行优化，如果一个锁一直没有被其它线程竞争，只有一个线程持有，就会进行锁消除
@Fork(1)
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@Warmup(iterations=3)
@Measurement(iterations=5)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
public class MyBenchmark {static int x = 0;@Benchmarkpublic void a() throws Exception {x++;}@Benchmarkpublic void b() throws Exception {Object o = new Object();synchronized (o) {x++;}}
}java -jar benchmarks.jar
Benchmark Mode Samples Score Score error Units c.i.MyBenchmark.a avgt 5 1.542 0.056 ns/op c.i.MyBenchmark.b avgt 5 1.518 0.091 ns/op
java -XX:-EliminateLocks -jar benchmarks.jar，禁止锁消除
Benchmark Mode Samples Score Score error Units c.i.MyBenchmark.a avgt 5 1.507 0.108 ns/op c.i.MyBenchmark.b avgt 5 16.976 1.572 ns/op
)
