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Java——》synchronized锁升级
- 一、无锁
- 1、无锁
- 2、匿名偏向
- 二、偏向锁
- 1、获取锁资源的过程（锁升级过程）
- 2、为什么要有偏向锁延迟
- 3、为什么偏向锁撤销会导致启动变慢
- 4、偏向锁撤销安全点
- 5、偏向锁重入
- 6、偏向锁会降级到无锁状态吗以及如何降
- 三、轻量级锁
- 四、重量级锁
- 1、重量级锁会降级到偏向锁或者是轻量级锁吗
- 2、如何竞争锁资源
synchronized在jdk1.6之前，一直是重量级锁，只要线程获取锁资源失败，直接挂起线程（用户态切换到内核态），效率低，所以JDK团队在Jdk1.6将synchronized做了3方面优化：锁升级、锁消除、锁膨胀。
锁就是对象，Java中所有对象都是锁。
| 锁 | 描述 |
|---|---|
| 无锁/匿名偏向 | 无锁：没有开启偏向锁（偏向锁延迟开启时间内），没有线程拿锁 匿名偏向：开启偏向锁，没有线程拿锁，没有偏向任何线程 |
| 偏向锁 | 只有一个线程来拿锁资源，没有竞争 |
| 轻量级锁 | 偏向锁出现竞争时，会升级到轻量级锁（触发偏向锁撤销），以CAS的方式（自适应自旋锁）去竞争锁资源，不会让线程挂起。（LockRecord） |
| 重量级锁 | 直接采用MarkWord指向的ObjectMonitor以传统的方式去竞争锁资源 |
一、无锁
1、无锁
一般情况下，new出来的一个对象，是无锁状态。
因为偏向锁有延迟，在启动JVM的4s中，不存在偏向锁。
2、匿名偏向
如果关闭了偏向锁延迟的设置，new出来的对象，就是匿名偏向，但没有偏向任何线程。
//关闭延迟开启偏向锁
-XX:BiasedLockingStartupDelay=0
//4s之后开启偏向锁
-XX:BiasedLockingStartupDelay=4//禁止偏向锁
-XX:-UseBiasedLocking
//启用偏向锁
-XX:+UseBiasedLocking
二、偏向锁
没有线程的竞争，只有一个线程在获取锁资源。
1、获取锁资源的过程（锁升级过程）
当某一个线程来获取这个锁资源时，发现没有线程占用锁资源，并且锁是偏向锁，使用CAS的方式，设置对象的线程ID为当前线程，获取到锁资源，下次当前线程再次获取锁资源时，只需要判断是偏向锁，并且对象的线程ID是当前线程ID就直接获得到锁资源。如果对象的线程ID不是当前线程ID，也就是说偏向锁状态出现了锁竞争的情况，就触发锁升级，升级为轻量级锁。
2、为什么要有偏向锁延迟
JVM在启动时，需要加载大量的.class文件到内存中，这个操作会涉及到synchronized的使用，为了避免出现偏向锁撤销导致启动效率变慢，所以JVM启动时，有一个延迟4s开启偏向锁的操作。
偏向锁是延迟开启的，并且在开启偏向锁之后，默认不存在无锁状态，只存在匿名偏向。
3、为什么偏向锁撤销会导致启动变慢
当偏向锁升级到轻量锁时，会触发偏向锁撤销。
（1）偏向锁撤销需要等到一个安全点（STW），才可以做偏向锁撤销。
（2）偏向锁撤销的成本太高（消耗资源）
4、偏向锁撤销安全点
- GC
- 方法返回之前
- 调用某个方法之后
- 抛出异常的位置
- 循环的末尾
5、偏向锁重入
用到了LockRecord，只不过内部不会存储hashcode信息等等，在偏向锁重入时，每次都会压栈一个LockRecord，从而实现偏向锁重入。
6、偏向锁会降级到无锁状态吗以及如何降
会。
当偏向锁状态下，获取当前对象的hashcode值，会因为对象头空间无法存储hashcode，导致降级到无锁状态。
三、轻量级锁
如果出现了多个线程的竞争，就要升级为轻量级锁（有可能直接从无锁变为轻量级锁，也有可能从偏向锁升级为轻量级锁，会触发偏向锁撤销）。
轻量级锁的是基于CAS尝试获取锁资源，这里会用到自适应自旋锁，JVM会自动的根据上次CAS成功与否，决定这次自旋多少次。
- 如果成功获取到，拿着锁资源走
- 如果自旋了一定次数，没拿到锁资源，锁升级为重量级锁
四、重量级锁
轻量级锁CAS一段次数后，没有拿到锁资源，升级为重量级锁。线程拿不到锁，就挂起。
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread.sleep(5000);Object o = new Object();System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());new Thread(() -> {synchronized (o){//t1 - 偏向锁System.out.println("t1:" + ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());}}).start();//main - 偏向锁 - 轻量级锁CAS - 重量级锁synchronized (o){System.out.println("main:" + ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());}
}
1、重量级锁会降级到偏向锁或者是轻量级锁吗
不会
2、如何竞争锁资源
直接采用MarkWord指向的ObjectMonitor以传统的方式去竞争锁资源
