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參考

https://blog.csdn.net/zqz_zqz/article/details/70233767

https://monkeysayhi.github.io/2018/01/02/%E6%B5%85%E8%B0%88%E5%81%8F%E5%90%91%E9%94%81%E3%80%81%E8%BD%BB%E9%87%8F%E7%BA%A7%E9%94%81%E3%80%81%E9%87%8D%E9%87%8F%E7%BA%A7%E9%94%81/

偏向鎖獲取過(guò)程

輕量級(jí)鎖的加鎖過(guò)程

輕量級(jí)鎖的釋放過(guò)程

釋放鎖線程的視角

由輕量鎖切換到重量鎖，是發(fā)生在輕量鎖釋放鎖的期間，之前在獲取鎖的時(shí)候它拷貝了鎖對(duì)象頭的markword，在釋放鎖的時(shí)候如果它發(fā)現(xiàn)在它持有鎖的期間有其他線程來(lái)嘗試獲取鎖了，并且該線程對(duì)markword做了修改，兩者比對(duì)發(fā)現(xiàn)不一致，則切換到重量鎖。

因?yàn)橹亓考?jí)鎖被修改了，所以display mark word和原來(lái)的markword不一樣了。

怎么補(bǔ)救，就是進(jìn)入mutex前，compare一下obj的markword狀態(tài)。確認(rèn)該markword是否被其他線程持有。

此時(shí)如果線程已經(jīng)釋放了markword，那么通過(guò)CAS后就可以直接進(jìn)入線程，無(wú)需進(jìn)入mutex，就這個(gè)作用。

嘗試獲取鎖線程的視角

如果線程嘗試獲取鎖的時(shí)候，輕量鎖正被其他線程占有，那么它就會(huì)修改markword，修改重量級(jí)鎖，表示該進(jìn)入重量鎖了。

還有一個(gè)注意點(diǎn)：等待輕量鎖的線程不會(huì)阻塞，它會(huì)一直自旋等待鎖，并如上所說(shuō)修改markword。

這就是自旋鎖，嘗試獲取鎖的線程，在沒有獲得鎖的時(shí)候，不被掛起，而轉(zhuǎn)而去執(zhí)行一個(gè)空循環(huán)，即自旋。在若干個(gè)自旋后，如果還沒有獲得鎖，則才被掛起（進(jìn)入阻塞狀態(tài)），獲得鎖，則執(zhí)行代碼。

synchronized的執(zhí)行過(guò)程

1. 檢測(cè)Mark Word里面是不是當(dāng)前線程的ID，如果是，表示當(dāng)前線程處于偏向鎖

2. 如果不是，則使用CAS將當(dāng)前線程的ID替換Mard Word，如果成功則表示當(dāng)前線程獲得偏向鎖，置偏向標(biāo)志位1

3. 如果失敗，則說(shuō)明發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)，撤銷偏向鎖，進(jìn)而升級(jí)為輕量級(jí)鎖。

4. 當(dāng)前線程使用CAS將對(duì)象頭的Mark Word替換為鎖記錄指針，如果成功，當(dāng)前線程獲得鎖

5. 如果失敗，表示其他線程競(jìng)爭(zhēng)鎖，當(dāng)前線程便嘗試使用自旋來(lái)獲取鎖。

6. 如果自旋成功則依然處于輕量級(jí)狀態(tài)。

7. 如果自旋失敗，則升級(jí)為重量級(jí)鎖。

上面幾種鎖都是JVM自己內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，當(dāng)執(zhí)行synchronized同步塊的時(shí)候jvm會(huì)根據(jù)啟用的鎖和當(dāng)前線程的爭(zhēng)用情況，決定如何執(zhí)行同步操作。

在所有的鎖都啟用的情況下線程進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)會(huì)先去獲取偏向鎖，如果已經(jīng)存在偏向鎖了，則會(huì)嘗試獲取輕量級(jí)鎖，啟用自旋鎖，如果自旋也沒有獲取到鎖，則使用重量級(jí)鎖，沒有獲取到鎖的線程阻塞掛起，直到持有鎖的線程執(zhí)行完同步塊喚醒他們

偏向鎖是在無(wú)鎖爭(zhēng)用的情況下使用的，也就是同步開在當(dāng)前線程沒有執(zhí)行完之前，沒有其它線程會(huì)執(zhí)行該同步塊，一旦有了第二個(gè)線程的爭(zhēng)用，偏向鎖就會(huì)升級(jí)為輕量級(jí)鎖，如果輕量級(jí)鎖自旋到達(dá)閾值后，沒有獲取到鎖，就會(huì)升級(jí)為重量級(jí)鎖。

如果線程爭(zhēng)用激烈，那么應(yīng)該禁用偏向鎖。

偏向鎖、輕量級(jí)鎖、重量級(jí)鎖的比較

?	重量級(jí)鎖	輕量級(jí)鎖	偏向鎖
適用場(chǎng)景	發(fā)生了鎖爭(zhēng)搶的情況：多條線程進(jìn)入同步塊并爭(zhēng)用鎖	雖然很多線程，但是沒有沖突：多條線程進(jìn)入同步塊，但是線程進(jìn)入時(shí)間錯(cuò)開因而并未爭(zhēng)搶鎖	自始至終只有一個(gè)線程：只有一個(gè)線程進(jìn)入同步塊
本質(zhì)	互斥同步	CAS操作代替互斥同步	取消同步操作
優(yōu)點(diǎn)	不會(huì)空耗CPU	不會(huì)阻塞	不阻塞，執(zhí)行效率高（只有第一次獲取偏向鎖時(shí)需要CAS操作，后面只是比對(duì)ThreadId）
缺點(diǎn)	阻塞，上下文切換，重量級(jí)操作	長(zhǎng)時(shí)間獲取不到鎖空耗CPU	適用場(chǎng)景太局限。若競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生，會(huì)有額外的偏向鎖撤銷的消耗

不同的鎖有不同特點(diǎn)，每種鎖只有在其特定的場(chǎng)景下，才會(huì)有出色的表現(xiàn)，java中沒有哪種鎖能夠在所有情況下都能有出色的效率，引入這么多鎖的原因就是為了應(yīng)對(duì)不同的情況。

轉(zhuǎn)載于:https://my.oschina.net/u/3866531/blog/2050750

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【synchronized底层原理之4】锁的升级过程及比较的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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