synchronized的锁升级（偏向锁，自旋锁（cas），重量级锁）

Posted 2021-02-21 nmwyqw

synchronzied是一个重量级锁

概念：什么叫重量级锁？

就是申请资源必须经过kernel(内核也叫操作系统)，调用。

（里面涉及到了用户态（用户空间）和内核态（os）的交互）

 

 

 

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轻量级锁：是不经过操作系统。

cas：乐观锁（compare and swap）比较与交换（可以翻看Atomic原子类里源码）

cas中的问题ABA

 

 

虽然，cas回成功但是也会带来一些隐患（如下连接）

https://blog.csdn.net/aigoogle/article/details/38533047

解决方法怎么

在给对象加时间戳，版本号等都可以操作

原子类

 

 

 

 

 

 

 在c++的代码里，有一条汇编语言支持cas

但是，这条cmpchg1不具有原子性，点进lock_if_mp(%4)里

 最终实现是lock cmpxchg 指令：表示在硬件在执行后面的指令会锁定一个北桥总线。（相当于锁定总线，但是比锁总线要轻量级）解决了下面的问题

 

 

 

 

 

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java对象在内存中的布局（导入工具：jol=java object layout）java对象布局

 <dependency>
        <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
        <artifactId>jol-core</artifactId>
        <version>0.9</version>
    </dependency>

我们可以理解为对象存放在堆里是一块一块的，每一块都有布局：如图

 

 

 

 所谓的对象上锁就是锁对象的头，所谓的锁升级就是了解markword的变化

 

jdk团队统计在jdk类库里一些方法的提供synchronized的方法，大部分情况下对是在一个线程里运行，如果一直是重量级锁会消耗大量资源提出优化

偏向锁：（jvm默认打开并在jvm启动后4秒启动）如stringbuffer里面的大部分方法是安全的，如果在同一个线程里运行，就会出现上面的情况，那么jdk做法是当一个线程第一的到这把锁，我们就认为这个锁偏向于它，实际的做法是把线程的放到了对象的对象头里。（偏向锁到轻量级只要由竞争就之间升级）

偏向锁为什么默认在jvm启动后4秒才启动，因为，当jvm刚运行的时候，里面有很多syn的方法，如果还是由偏向锁再到自旋锁，这样会消耗大量资源。所以jvm既然知道是多线程，所以直接跳过了偏向锁，转变为自旋锁。

 

 

让jvm延迟4秒启动，观察markword

自旋锁：（支持锁锁重入）假如有两个线程同时，抢一把锁，这个时候，谁第一个抢到，就把它的id放在对象的markword上。这个过程是while（操作）

重量级锁：当线程竞争激烈，比如有10000个线程。这个时候如果还是自旋的话，会消耗大量的cpu，所以这个时候需要升级成重量级锁。

重量级锁和轻量级锁，最大的区别是，重量级需要经过os（操作系统），并且它还是提供队列，其中（waitset）存放等待的队列，让它们在里面排队，（entrylist）存放竞争的队列

（什么时候轻量级会升级到重量级呢）

jdk1.6之前是自旋超过10次，或者等待线程超过cpu核数的2分之一，自动升级

jdk1.6以后是jdk出来自适应自旋，它会自己判断什么时候升级。