Java锁升级过程

一、锁种类

偏向锁

因为经过HotSpot的作者大量的研究发现,大多数时候是不存在锁竞争的,常常是一个线程多次获得同一个锁,因此如果每次都要竞争锁会增大很多没有必要付出的代价,为了降低获取锁的代价,才引入的偏向锁。

轻量级锁

轻量级锁考虑的是竞争锁对象的线程不多,而且线程持有锁的时间也不长的情景。因为阻塞线程需要CPU从用户态转到内核态,代价较大,如果刚刚阻塞不久这个锁就被释放了,那这个代价就有点得不偿失了,因此这个时候就干脆不阻塞这个线程,让它自旋这等待锁释放。

自旋锁

减少线程上下文切换,提高执行效率

重量级锁

除拥有锁的线程外阻塞所有竞争线程

二、具体过程

线程A在进入同步代码块前,先检查MarkWord中的线程ID是否与当前线程ID一致,如果一致(还是线程A获取锁对象),则无需使用CAS来加锁、解锁。

如果不一致,再检查是否为偏向锁,如果不是,则自旋等待锁释放。

如果是,再检查该线程是否存在(偏向锁不会主动释放锁),如果不在,则设置线程ID为线程A的ID,此时依然是偏向锁。

如果还在,则暂停该线程,同时将锁标志位设置为00即轻量级锁(将MarkWord复制到该线程的栈帧中并将MarkWord设置为栈帧中锁记录)。线程A自旋等待锁释放。

如果自旋次数到了该线程还没有释放锁,或者该线程还在执行,线程A还在自旋等待,这时又有一个线程B过来竞争这个锁对象,那么这个时候轻量级锁就会膨胀为重量级锁。重量级锁把除了拥有锁的线程都阻塞,防止CPU空转。

如果该线程释放锁,则会唤醒所有阻塞线程,重新竞争锁。

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