synchronized鎖是啥？鎖其實(shí)就是一個(gè)對(duì)象，隨便哪一個(gè)都可以，Java中所有的對(duì)象都是鎖，換句話說(shuō)，Java中所有對(duì)象都可以成為鎖。
這次我們主要聊的是synchronized鎖升級(jí)的套路

synchronized會(huì)經(jīng)歷四個(gè)階段：無(wú)鎖狀態(tài)、偏向鎖、輕量級(jí)鎖、重量級(jí)鎖依次從耗費(fèi)資源最少，性能最高，到耗費(fèi)資源多，性能最差。

鎖原理

先看看這些狀態(tài)的鎖為什么稱之為鎖，他們的互斥原理是啥。

偏向鎖

當(dāng)一個(gè)線程到達(dá)同步代碼塊，嘗試獲取鎖對(duì)象的時(shí)候，會(huì)查看對(duì)象頭中的MarkWord里的線程ID，如果這里沒(méi)有ID則將自己的保存進(jìn)去，拿到鎖。若是有，則查看是否是當(dāng)前線程，如果不是，就CAS嘗試改，如果是，就已經(jīng)拿到了鎖資源。

這里詳細(xì)說(shuō)說(shuō)CAS嘗試修改的邏輯：它會(huì)檢查持有偏向鎖的線程狀態(tài)。首先遍歷當(dāng)前JVM的所有存活的線程，如果能找到偏向的線程，則說(shuō)明偏向的線程還存活，此時(shí)會(huì)檢查線程是否在執(zhí)行同步代碼塊中的代碼，如果是，則升級(jí)為輕量級(jí)鎖，去繼續(xù)進(jìn)行CAS競(jìng)爭(zhēng)鎖。所以加了偏向鎖之后，同時(shí)只有一個(gè)線程可以拿到鎖執(zhí)行同步代碼塊中的代碼。

輕量級(jí)鎖

查看對(duì)象頭中的MarkWord里的Lock Record指針指向的是否是當(dāng)前線程的虛擬機(jī)棧，如果是，拿鎖執(zhí)行業(yè)務(wù)，如果不是則進(jìn)行CAS，嘗試修改，若是修改幾次都沒(méi)有成功，再升級(jí)到重量級(jí)鎖。

重量級(jí)鎖

查看對(duì)象頭中的MarkWord里的指向的ObjectMonitor，查看owner是否是當(dāng)前線程，如果不是，扔到ObjectMonitor里的EntryList中排隊(duì)，并掛起線程，等待被喚醒。

鎖升級(jí)

無(wú)鎖

一般情況下，新new出來(lái)的一個(gè)對(duì)象，暫時(shí)就是無(wú)鎖狀態(tài)。因?yàn)槠蜴i默認(rèn)是有延遲的，在啟動(dòng)JVM的前4s中，不存在偏向鎖，但是如果關(guān)閉了偏向鎖延遲的設(shè)置，new出來(lái)的對(duì)象，就會(huì)添加一個(gè)匿名偏向鎖。也就是說(shuō)這個(gè)對(duì)象想找一個(gè)線程去增加偏向鎖，但是沒(méi)有找到，稱之為匿名偏向。存儲(chǔ)的線程ID為一堆0000，也沒(méi)有任何地址信息。

我們可以通過(guò)以下配置關(guān)閉偏向鎖延遲。

//關(guān)閉偏向鎖延遲的指令
-XX:BiasedLockingStartuoDelay=0

偏向鎖

當(dāng)某一個(gè)線程來(lái)獲取這個(gè)鎖資源時(shí)，此時(shí)會(huì)成功獲取到，就會(huì)變?yōu)槠蜴i，偏向鎖存儲(chǔ)線程的ID。

當(dāng)偏向鎖升級(jí)時(shí)，會(huì)觸發(fā)偏向鎖撤銷，偏向鎖撤銷需要等到一個(gè)安全點(diǎn)，比如GC的時(shí)候，偏向鎖撤銷的成本太高，所以默認(rèn)開(kāi)始時(shí)，會(huì)做偏向鎖延遲。若是直接有多個(gè)線程競(jìng)爭(zhēng)，會(huì)跳過(guò)偏向鎖，直接變?yōu)檩p量級(jí)鎖。

細(xì)說(shuō)一下偏向鎖撤銷的過(guò)程，成本為啥高呢？當(dāng)一個(gè)線程拿到偏向鎖之后，會(huì)把鎖的對(duì)象頭的Mark Work中的線程id指向自己，當(dāng)又有一個(gè)線程來(lái)了進(jìn)行爭(zhēng)搶導(dǎo)致鎖升級(jí)的的時(shí)候，會(huì)暫停之前拿到偏向鎖的線程，然后清空Mark Work中的線程id，增加一個(gè)輕量級(jí)鎖，然后再恢復(fù)暫停的線程繼續(xù)執(zhí)行。這也是為什么等到安全點(diǎn)再執(zhí)行鎖升級(jí)的原因，因?yàn)橐獣和＞€程。

常見(jiàn)的安全點(diǎn)：

• 執(zhí)行GC的時(shí)候
• 方法返回之前
• 調(diào)用某個(gè)方法之后
• 拋出異常的位置
• 一個(gè)循環(huán)的末尾

輕量級(jí)鎖

當(dāng)在出現(xiàn)了多個(gè)線程的競(jìng)爭(zhēng)，就會(huì)升級(jí)為輕量級(jí)鎖，輕量級(jí)鎖的效果就是基于CAS嘗試獲取鎖資源，這里會(huì)用到自適應(yīng)自旋鎖，根據(jù)上次CAS成功與否，耗費(fèi)的時(shí)間，決定這次自旋多少次。

輕量級(jí)鎖適用于競(jìng)爭(zhēng)不是很激烈的場(chǎng)景，一個(gè)線程拿到鎖，執(zhí)行同步代碼塊，很快就處理完了。再來(lái)一個(gè)線程嘗試一兩次也拿到了鎖，再去執(zhí)行，不會(huì)讓一個(gè)線程等待很久。

重量級(jí)鎖

如果到了重量級(jí)鎖，那就沒(méi)啥說(shuō)的了，如果有線程持有鎖，其他想拿鎖的就掛起,等待鎖釋放后被依次喚醒。

鎖粗化&鎖消除

鎖粗化/鎖膨脹

鎖膨脹是編譯Java文件的時(shí)候，JIT幫我們做的優(yōu)化，它會(huì)減少鎖的獲取和釋放次數(shù)。 比如：

while(){
   synchronized(){
      // 多次的獲取和釋放，成本太高，會(huì)被優(yōu)化為下面這種
   }
}
synchronized(){
   while(){
       //  拿到鎖后執(zhí)行循環(huán)，只加鎖和釋放一次
   }
}

鎖消除

鎖消除則是在一個(gè)加鎖的同步代碼塊中，沒(méi)有任何共享資源，也不存在鎖競(jìng)爭(zhēng)的情況，JIT編譯時(shí)，就直接將鎖的指令優(yōu)化掉。 比如

synchronized(){
   int a = 1;
   a++;
   //操作局部變量的邏輯
}

到此這篇關(guān)于深入詳解Java中synchronized鎖升級(jí)的套路的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java synchronized鎖升級(jí)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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