java互斥锁的实现原理_java-深入分析synchronized原理

互斥锁

互斥锁futex,全拼fast userspace mutexes,直翻为快速用户空间互斥器,它是我们上层应用实现锁的最常用方法。futex是一块所有进程都可以访问的内存,是通过cpu的原子操作修改内存中的值来尝试获取琐,如果没有竞争,则直接在用户空间完成操作,无需切换内核空间,以此保证了futex的性能。

synchronized

其实java多线程操作大体就那么几种,基于cas的aqs,synchronized和volatile,这篇文章主要介绍下synchronized。

synchronized是java的关键字,在老版本的jdk中性能表现并不太好,所以有了很多基于cas的Lock,但最近几版jdk都对synchronized做了很多优化,以后synchronized也会作为jdk主推的锁。

synchronized最主要的优化就是引入了升级功能,升级主要分偏向锁、轻量级锁、重量级锁。

synchronized因为有升级和降级,既不会直接粗暴的使用互斥锁,也不会有cas锁在超高并发下多次尝试引起的性能问题,所以相比juc的cas锁,synchronized在大多数情况下性能更好。

synchronized的使用方法主要有3种

//加锁到静态方法上

public static synchronized void test();

//加锁到实例方法上

public synchronized void test();

//加锁到对象上

synchronized(this){

}

// 加锁在静态方法上同加锁到类对象上

synchronized(Test.class){

}

// 加锁到实例方法上同加锁到当前对象上

synchronized(this){

}

总体上说,不管是锁类对象,还是锁其它对象都是锁到一个对象上了。

fd9007271ccc4a544be2aed33d9de8ef.png

这张图很重要,在下面会多次用到,就先放这里了。

偏向锁

java为了支持锁对象,在对象头上做了上图的设计,markword是对象头中的一部分,64位虚拟机占64bit,markword在不同等级锁状态下存储的内容是不同的,上图是锁处于不同状态时markword存储的内容。

其实经过大量测试在我们使用synchronized时,大多数情况并没有发生竞争,很多访问都发生在一个线程里,所以设计了偏向锁,偏向锁的意思就是锁偏向某个线程。

当我们尝试给一个对象加锁时,会有几种情况。

未偏向:如果lock为01时,biased_lock为0,表示没有线程持有这个对象的偏向锁,线程会通过cas的方式修改对象头获取偏向锁。

可重偏向:如果lock为01时,biased_lock为1,表示对象被偏向锁定,这时还会拿epoch与klass(可以理解为某个Class在虚拟机中对应的对象)的mark_prototype的epoch作比较,如果不一致表示可重偏向,线程会通过cas的方式修改对象头获取偏向锁。

已偏向:lock为01,biased_lock为1,epoch与mark_prototype的epoch相等表示锁已偏向,会比较thread字段的threadId,如果一致表示持有锁的是当前线程,可以重入。

如果没有获取到偏向锁,就需要进行一个撤销偏向锁并升级偏向锁的过程,这个过程比较消耗性能,所以当某类对象,比如我们的User.class这个对象的实例有很多次撤销(默认值为40),虚拟机就会更新klass的epoch,表示可重偏向,这就是为啥锁的是对象,判断epoch是去klass判断。

轻量锁

当未获取到偏向锁时,需要通知持有偏向锁的线程撤销偏向锁,竞争线程则进行一个轻量级锁加锁的过程。

偏向锁的撤销:持有锁的线程进入safepoint时,判断持有锁的线程是否在加锁状态,如果是则直接修改markword为轻量级锁,否则释放偏向锁,表示未锁定、

轻量级锁加锁:虚拟机会在当前线程的栈帧中创建一个lock record,并拷贝markword到lockrecord,再通过cas把对象的markword改为偏向锁,ptr_to_lock_record指向lockrecord,如果cas成功则表示成功获取轻量级锁,否则进行自旋尝试,就是常说的自旋锁。

轻量级锁释放:轻量级锁释放时,只要把lockrecord中的markword替换回对象头的markword就释放成功了。

重量级锁

当自旋尝试次数超过阈值(jvm控制的动态值),锁就会进一步升级,升级为重量级锁。

升级为重量锁后,线程就会出现等待、阻塞、唤醒等各种操作,就会涉及到用户态和内核态的切换,所以叫重量级锁,重量级锁的实现就是文中最开始提到的futex互斥锁实现的。

重量级锁既然需要线程的管理机制,自然引入了管程(monitor),java的管程模式类似mesa。

71b06bfdc688e3e3a1fd6879ef94688d.png

contentionList: 所有想要竞争的线程都要进入的队列,又叫cxq。

entrylist: 准备竞争的线程都在这个队列,这个队列只有空的时候才去cxq中拉去,cxq每次只会有一个进去entrylist。

OnDeck:entrylist中的一个线程,一般为最前面的线程,只有OnDeck线程才会去竞争锁、

waitset:当我们调用wait()方法时,线程就会进入waitset,被notity后直接进入entrylist,所以被唤醒的线程比刚参与竞争的线程优先级更高。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/505548.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

京东开普勒php接口,IOS菜鸟初学第十五篇:接入京东开普勒sdk,呼起京东app打开任意京东的链接-Go语言中文社区...

我之前写了一篇关于接入京东联盟sdk的文章,但是最近,由于这个原因,如下图导致需要重新集成京东的sdk,但是由于某种原因,因为android和ios端不统一,android接入的是京东开普勒的SDK,这次为了统一…

oracle安装过程掉电,Oracle数据库掉电后ORA-01172磁盘坏块解决方法

由于服务器突然掉电,重启机器后发现数据库无法启动。数据库版本 Oracle10201,OS REDHAT 5.4数据库无归档,无备份 [oraclehuna由于服务器突然掉电,重启机器后发现数据库无法启动。数据库版本 Oracle10201,,O…

linux删除了mount目录,Linux记录-分区(df/fdisk/mount/umount/fuser)

1.查看磁盘挂载(df -TH)2.卸载umount /dev/vdb13.查杀用户进程(fuser -m -v -i -k /dev/vdb1)4.再次卸载umount /dev/vdb1,并查看挂载信息df -TH5.删除分区(fdisk /dev/vdb m d 1 d w)6.查看分区(fdisk -l,没有Start-End磁盘分区表示可用)7.添加分区(fdi…

linux中pak命令,如何在Linux系统中安装Flatpak

选择你的Linux发行版快速安装Flatpak及使用Flatpak。支持Ubuntu、Fedora、Red Hat Enterprise Linux、Deepin、Endless OS、Linux Mint、openSUSE、Arch、Debian、CentOS、Gentoo、Solus、Alpine、Mageia、Pop!_OS、elementary OS、Raspbian。以下为你逐一介绍如何在这些Linux版…

ubuntu 改linux密码忘了怎么办,Ubuntu 14.04忘记root密码的解决方法

电脑20多天没用,忘记Ubuntu 14.04 root密码了,下面是在网上找到的一个解决办法,其它的和这个也大概相同。因为其中有些缺漏,没能给我解决问题。通过分析最终问题还是解决了,现解决方案的关键点记录一下。希望能方便到其…

linux设置历史命令保留数目限制,linux下修改history命令保存条数

在linux系统下、history命令会保存多少条命令呢?曾在一本书上说,如果注销系统,那么会将所有的历史命令都定入到~/.bash_history,但只保留1000条命令(这个是由默认的shell变量所设置了的)但是为什么我们执行history命令后会出现大于1000条的历…

android 手机壁纸源码,Android工程实现换壁纸功能【附源码】

最近工作要实现换壁纸小功能,将代码做成demo发出来没有采用zip格式换肤,因为只是更换一张图片背景1.将三张图放入drawable-hdpi,我放的是480*800的2.用sharedPreference存取皮肤的id,以便于下次启动的时候根据id来选择用哪个皮肤,在onresume()里刷新皮肤3.存到sharedPreference…

android webview 加载本地,webview加载本地资源的各种尝试

1.webview 打开sd卡上的静态html文件 ,js文件既然放在assets文件夹下能找到,那能通过放在sd卡,能加载吗?答:事实证明,是没有用的。2.既然能拿到html的数据,那我们是不是重写html的script的tag的…

apple手表android手机,Apple Watch 4发布了,安卓手机用户如何选择呢?

Apple Watch 4发布了,安卓手机用户如何选择呢?2018年09月13日 17:40作者:黄页编辑:黄页分享一年一度的“科技界春晚”苹果新品发布在今天凌晨举行。苹果带来了新一代的智能手表——Apple Watch Series 4系列。作为“课代表”,科技…

android投屏到电视机,华为手机如何投屏到电视机上?按步骤,1分钟搞定手机投屏电视机...

现在,越来越多的人开始用上了华为手机,几乎人手一台。在平时学习、工作中,我也经常使用华为手机来处理、完成很多事项、任务,例如把手机投屏到电视机上。除了满足学习、工作需求,我也经常把手机投屏电视来看视频、玩游…

html语言可以干什么,JavaScript语言能做什么?

JavaScript是除了HTML和CSS之外,万维网的核心技术之一。JavaScript支持交互式web页面,是web应用程序的重要组成部分。绝大多数网站都使用它,主要的网络浏览器都有专门的JavaScript引擎来执行它。JavaScript(简称“JS”) 是一种具有函数优先的…

html获取当前二级域名,列举某域名下所有二级域名的方法总结

鬼仔注:本文为总结文,转载请注明来源( http://huaidan.org )这里介绍三种列举某域名下所有二级域名的方法,有知道其他方法的请到 http://huaidan.org/archives/1088.html 留言进行补充~谢谢。1、命令行下列举此方法好像是hoky很久以前写的&am…

html5绘制矩形动画,HTML5下绘制矩形教程

绘制矩形上一节,我们使用lineto()方法绘制一个封闭的矩形。其实,canvas的api提供了rect()方法可以绘制矩形。rect()方法是路径方法,它会把指定的矩形添加到当前路径的子路径中。它只添加路径,绘制图形还是由stroke()或fill()方法完…

html免费天气预报代码,免费自我定制天气预报代码

免费自我定制天气预报代码(2010-06-15 22:03:35)标签:昔阳天气预报一乌海天气预报一杂谈今晚蚊子又发现一个天气预报,在别人博客上看见的,昔阳天气预报一周,觉得还不错,查看了一下源代码,把怎么弄的方法告诉大家,南靖天气预报一周,其实没什么技术含量,很简单的,就是…

html5伪类触发机制,HTML5表单验证

validity属性表单元素对象具有此属性,返回值是一个ValidityState对象。ValidityState对象的名称是合成词,如有两个单词构成:(1).validity:翻译成汉语具有"验证"的意思。(2).state:翻译成汉语具有"状态&…

计算机管理中看不到本地用户,win7系统计算机管理中没有本地用户和组的解决方法...

很多小伙伴都遇到过win7系统计算机管理中没有本地用户和组的困惑吧,一些朋友看过网上零散的win7系统计算机管理中没有本地用户和组的处理方法,并没有完完全全明白win7系统计算机管理中没有本地用户和组是如何解决的,今天小编准备了简单的解决…

html编程入门指南,给萌新HTML5 入门指南

本文由葡萄城技术团队原创并首发转载请注明出处:葡萄城官网,葡萄城为开发者提供专业的开发工具、解决方案和服务,赋能开发者。HTML5的发展改变了互联网技术趋势,前端热度依旧不减,所以对于应用开发人员前端技术也成了必…

税务大厅计算机网络安全与管理,峡江县税务局多措并举加强网络安全和保密管理...

在2019年国家网络安全宣传周期间,峡江县税务局紧紧围绕“网络安全为人民,网络安全靠人民”主题扎实开展网络安全宣传活动,多点着力,多措并举,编织网络安全保障网,加强保密教育管理,确保信息网络…

计算机知识太多了,计算机基础知识对程序员来说有多重要?

原标题:计算机基础知识对程序员来说有多重要?科班和培训生同比于自学者的优势就在于这些计算机专业的核心课程(数据结构与算法这种不管科班培训都要学的不算):离散数学、编译原理、计算机组成原理、操作与系统——乃至图形学和数字图像处理。…

html未点击背景 点击背景,在AngularJs中点击状态如何改变背景色

下面我就为大家分享一篇AngularJs点击状态值改变背景色的实例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。实例如下://更改边框颜色的代码 $("#shname").css({"border":"1px solid red"});//排序有时候下标会错乱…