一篇终结synchronized

news/2024/4/20 22:00:08/文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_44638539/article/details/130257453

一：基本原理

Java对象在内存中由两部分组成： 1 是成员变量 2 是对象头，以32位虚拟机介绍：此时对象头是64位，即8字节
其中32个字节代表 mark word 另外32个字节代表klass word分别是什么意思呢？

1 klass word 代表对象的类型，即student、teacher这种
2 mark word 中,hashcode 占 25位,Age分代年龄 4位,Biased_lock代表是否是偏向锁,最后两位代表加锁状态

多线程访问三种情况
1 单线程访问
2 多线程交替访问
3 多线程竞争激烈
锁升级主要依赖存在Java对象中的Mark Word中的锁标识位和释放偏向锁标识位
无锁： 001
偏向锁：101 MarkWord 存储的是偏向的线程ID
轻量锁： 00 MarkWord 存储的是线程栈Lock Record指针
重量锁： 10 MarkWord 存储的是指向堆中monitor对象的指针

二：锁升级之偏向锁

缺点：每次发生锁重入时，每次重入都需要cas检查
例如方法1 调用方法2 方法2调用方法3，都是同一把锁，可以成功，但是每次都会新产生一个锁记录对象，和对象头交换，虽然交换失败，但是知道这个锁是自己加的，所以还是会拿到锁，这样每次都进行cas操作依然有性能损耗

有没有办法避免这种损耗呢？
就是偏向锁，只有第一次使用CAS将线程ID设置到对象(threadId 替换 markword)，之后发现这个线程id是自己的就表示没有竞争，不用重新CAS,等于说这把锁是这个线程专用的了

三：锁升级之轻量锁

多线程访问时间错开，没有竞争，可以用轻量锁优化，语法依然是synchronized，使用时优先使用轻量锁，加锁失败，或竞争激烈才会用重量锁

基本原理

当线程a调用一个方法时，会产生一个锁记录对象
锁记录对象包含两部分{
1 对象指针,记录加锁对象的地址
2 存储将来加锁对象的mark word
}
如下图，左为锁记录对象，右为锁对象
在这里插入图片描述
锁记录对象会将对象指针与锁对象的mark word交换，这是一个CAS操作，此时，锁对象的mark word 中不再是之前提到的hashcode等信息，而是锁记录地址

四：锁膨胀

轻量级锁竞争失败，进入锁膨胀，升级为重量级锁，如果尝试加轻量锁失败，代表已经有其他线程加了轻量锁(有竞争)，这时需要锁膨胀，将轻量锁升级为重量锁

例如现在thread1已经加了锁，现在来了一个thread2，想用轻量锁方式加锁，就想把自己的对象指针与markword交换，此时交换失败，因为此时后两位是00，不再是无锁状态

失败后进入锁膨胀

 1 为object对象申请Monitor锁，让Object指向重量级锁地址2 自己进入Monitor的EntryList bloked3 markword后两位变成104 thread1 退出同步块解锁时，使用cas将mark word 的值恢复给对象头5 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 的bloked线程