Synchronized关键字及锁的升级状态

Synchronized关键字及锁的升级状态

① 对于synchronized锁的理解

• Synchronized锁的理解：执行System.out.println(*****)这段代码时，synchronized锁定了o这个对象，而不是锁定代码块，锁的信息记录在对象里；

    简单理解：你要进屋子里，就要打开门，对象就是门，锁要加在门上，也就是对象上；

• 锁的信息是记录在对象头中的markword里面；

 

② JVM内置锁（Synchronized）的升级状态讲解

2.1 对象的状态有哪些？

• 无锁态    刚刚new出来的对象  001
• 偏向锁   101
• 轻量锁（自旋锁、无锁、自适应自旋）  00
• 重量锁    10
• GC标记

2.2 锁的升级状态讲解

                                    Markword中记录的锁的信息

• 无锁态 --> 偏向锁

  • 当第一个线程来使用时，先不用那么重量级的锁，就贴个标签（轻量锁）；

  • 主要针对没有出现竞争的情况；

• 偏向锁 --> 轻量锁

  • 当有其他线程也来使用，造成竞争时，自动升级为轻量锁；

  • 过程：撤销偏向锁，然后每个线程中的Lock Record用CAS的方式去抢锁；没抢到锁的线程就采用CAS机制自旋等待；

  • 轻量锁执行在用户态，不需要经过内核态，效率高；

• 轻量锁 --> 重量锁

  • 主要解决竞争较大时，某个线程占用CPU过久（占用锁过久）的问题，其他线程在一直自旋等待，等待过程会一直消耗 CPU；

  • 重量锁需要经过内核态处理，效率低；

  • 重量锁下有等待队列，将那些处于等待的线程加入到队列中，让其处于阻塞状态，这样等待的线程就不会消耗CPU。等待轮到哪个线程执行时，再将其出队列；

锁降级，不重要，就暂时认为不存在就好了。达到重量锁后，只能释放锁，然后再从无锁态开始循环上述过程。

2.3 其他概念

• 锁消除 - lock eliminate

• 锁粗化 - lock coarsening

 

③ Synchronized的底层实现 - 分层级讲解

• 1 java代码层级：代码中加了synchronized；
• 2 字节码层面：执行java代码，编译时在加锁的位置，执行前加了monitorenter（监视器）进入锁状态，整个synchronized代码执行完以后，加了moniterexit退出锁状态；

• 3 JVM层级： JVM在执行的过程中自动升级锁（锁升级）；
• 4 更底层实现，CPU汇编层级：lock comxchg

 

 

 

 

 

 

 

 

来源：oschina

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