synchronized锁升级

synchronized锁升级

1.synchronized锁本质

​ synchronized锁本质是一个对象锁，即在对象中锁的一个过程。

1.1 Java层面

​ 在Java层面上加锁，一般有三种方式：

• synchronized同步代码块

  //同步代码块会锁住o对象
  synchronized(Object o){
      
  }
  

• synchronized修饰普通方法：

  //加在普通方法前锁的是this对象，即调用method方法的对象
  public synchronized void method(){
      
  }
  

• synchronized修饰静态方法：

  //加在静态方法前锁的是这个类对象
  public static synchronized void method(){
      
  }
  

1.2 字节码层面

​ 在java中加入synchronized锁之后，编译成字节码之后会是怎么样的呢？

• synchronized修饰方法

  //sunchronized代码块形式
  //在字节码中会有一个修饰符：ACC_SYNCHRONIZED
  public synchronized void method(){
      
  }
  

• synchronized代码块

  //这种加锁方式，在字节码层面是：monitorenter和monitorexit
  //进入同步方法时，会有monitorenter指令
  //出去同步方法时，会有monitorexit指令
  synchronized(Object o){
      
  }
  

1.3 JVM层面(对象头)

​ 在JVM中，每个对象都有一个对象头，synchronized用的锁是存在对象头中的，以下是对象头里Mark Word的存储结构

​ 在运行期间，Mark Word中的数据会随着锁标志位的变化而变化，Mark Word可能会变成以下四种状态：

​ 偏向锁

2.synchronized锁升级

​ 根据上面内容可以知道，synchronized锁有四种状态：无锁，偏向锁、轻量级锁和重量级锁，下面介绍四种状态和其之间的转换。

2.1 无锁

​ 当一个对象被创建之后，还没有线程进入，这个时候对象处于无锁状态，其Mark Word中的信息如上表所示。

2.2 偏向锁

​ 当锁处于无锁状态时，有一个线程A访问同步块并获取锁时，会在对象头和栈帧中的锁记录记录线程ID，以后该线程在进入和退出同步块时不需要进行CAS操作来进行加锁和解锁，只需要简单的测试一下啊对象头中的线程ID和当前线程是否一致。

2.3 轻量级锁

​ 在偏向锁的基础上，又有另外一个线程B进来，这时判断对象头中存储的线程A的ID和线程B不一致，就会使用CAS竞争锁，并且升级为轻量级锁，会在线程栈中创建一个锁记录(lock Record)，将Mark Word复制到锁记录中，然后线程尝试使用CAS将对象头的Mark Word替换成指向锁记录的指针，如果成功，则当前线程获得锁；失败，表示其他线程竞争锁，当前线程便尝试CAS来获取锁。

2.4 重量级锁

​ 当线程没有获得轻量级锁时，线程会CAS自旋来获取锁，当一个线程自旋10次之后，仍然未获得锁，那么就会升级成为重量级锁。

​ 成为重量级锁之后，线程会进入阻塞队列(EntryList)，线程不再自旋获取锁，而是由CPU进行调度，线程串行执行。