Java 锁原理,java偏向锁和轻量级锁

　　00-1010 1.偏置锁2的核心原理。偏置锁定代码3演示。偏置锁1的扩展和撤销。撤销偏置锁2。批量重偏和撤销3。偏置锁扩展综述

　　00-1010如果一个没有线程竞争的线程获得了一个锁，那么这个锁就进入了偏置状态。此时，标记字的结构变为偏置锁结构，锁对象的锁标志位(lock)变为01，偏置标志位(biased_lock)变为1。然后线程的ID被记录在锁对象的标志字中(由CAS操作完成)。以后线程获取锁时，可以通过判断线程ID和标志位直接进入同步块，甚至不需要CAS操作，省去了很多与锁申请相关的操作，从而提高了程序的性能。

　　关键点：无竞争

　　缺点：如果锁对象经常被多个线程争用，那么偏向锁是多余的，其撤销的过程会带来一定的性能开销。

　　00-1010偏置锁定默认延迟，程序启动时不会立即生效。如果想避免延迟，可以添加VM参数。

　　-xx 3360 biasedlockingstartupdelay=0以禁用延迟。

　　包内锁；导入org . open JDK . jol . info . class layout；导入org . open JDK . jol . VM . VM；公共类InnerLockTest { int a=1；双b=1.1public static void main(String[]args){ system . out . println(VM . current()。详细信息())；Person person=新人()；class layout layout=class layout . parse instance(person)；new thread(()-{ system . out . println( before get bias lock:)；system . out . println(layout . top printable())；synchronized(person){ system . out . println( get bias lock:)；system . out . println(layout . top printable())；}System.out.println(获取偏置锁后：)；system . out . println(layout . top printable())；}、 thread1 )。start()；} }班级成员{}

　　禁用偏向锁：添加 VM 参数 -XX:-UseBiasedLocking

　　00-1010如果有多个线程竞争有偏向的锁，这个对象锁已经有偏向了，其他线程发现有偏向的锁没有偏向自己，说明有竞争。尝试撤销偏锁(大概是引入安全点)，然后扩展到轻量级锁。

　　00-1010 1.在安全点停止拥有锁的线程

　　2.遍历线程的堆栈帧，检查是否有锁记录。如果有锁记录，需要清除锁记录，使其解锁，修复锁记录指向的标志字，并清除其线程ID。

　　3.将当前锁升级为轻型锁

　　4.唤醒当前线程

　　撤销偏向锁的条件(满足其一即可)：

　　1.多个线程竞争有偏向的锁。

　　2.调用有偏锁对象的HashCode()方法或System.identityHashCode()方法计算对象的HashCode后，将hash代码放入Mark Word中，内置锁将变为解锁状态，有偏锁将被撤销。

　　enjdk.jol.vm.VM;public class InnerLockTest {int a=1;double b=1.1;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {System.out.println(VM.current().details());ArrayList<Person> list=new ArrayList<Person>();new Thread(()->{for(int i=0;i<100;i++){Person person=new Person();synchronized (person) {list.add(person);}}try {Thread.sleep(10000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}},"thread1").start();Thread.sleep(3000);new Thread(()->{for(int i=0;i<30;i++){Person person=list.get(i);synchronized (person) {if(i==17i==18i==19i==21){System.out.println("第"+(i+1)+"次偏向结果：");System.out.println(ClassLayout.parseInstance(person).toPrintable());}}}},"thread2").start();}}class Person{}

　　结果分析：

　　先用线程1创建了100个对象锁，这些对象锁都偏向于线程1，后面创建线程2去争夺这些锁，前19次线程2都是抢占失败获得轻量级锁（失败过程中阈值增加），第20次抢占时达到阈值20，这时JVM会认为自己是不是不应该偏向线程1，于是之后开始偏向线程2，线程2之后获得的都是偏向锁

　　第1-19个对象由于线程2在抢占过程中变为轻量级锁，锁释放后变为无锁状态第20-30个对象触发批量重定向，锁释放后依旧偏向线程2第31-100个对象依然和开始一样偏向线程1，锁释放后依旧偏向线程1批量撤销解决的问题:

　　存在明显多线程竞争的场景下使用偏向锁是不合适的，例如生产者/消费者队列

package innerlock;import java.util.ArrayList;import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;import org.openjdk.jol.vm.VM;public class InnerLockTest {int a=1;double b=1.1;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {System.out.println(VM.current().details());ArrayList<Person> list=new ArrayList<Person>();new Thread(()->{for(int i=0;i<100;i++){Person person=new Person();synchronized (person) {list.add(person);}}try {//为了防止JVM线程复用，在创建完对象后，保持线程t1状态为存活Thread.sleep(10000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}},"thread1").start();Thread.sleep(3000);new Thread(()->{for(int i=0;i<40;i++){Person person=list.get(i);synchronized (person) {if(i==18i==19i==39i==41){System.out.println("t2 第"+(i+1)+"次偏向结果：");System.out.println(ClassLayout.parseInstance(person).toPrintable());}}}try {Thread.sleep(10000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}},"thread2").start();Thread.sleep(3000);new Thread(()->{for(int i=20;i<40;i++){Person person=list.get(i);synchronized (person) {if(i==20i==39){System.out.println("t3 第"+(i+1)+"次偏向结果：");System.out.println(ClassLayout.parseInstance(person).toPrintable());}}}},"thread3").start();Thread.sleep(1000);System.out.println("新创建对象:"+ClassLayout.parseInstance(new Person()).toPrintable());}}class Person{}

　　做法：

　　以class为单位，为每个class维护一个偏向锁撤销计数器，每一次该class的对象发生偏向撤销操作时，该计数器+1，当这个值达到重偏向阈值默认20时，JVM就认为该class的偏向锁有问题，因此会进行批量重偏向。每个class对象会有一个对应的epoch字段，每个处于偏向锁状态对象的mark word中也有该字段，其初始值为创建该对象时，class中的epoch的值。每次发生批量重偏向时，就将该值+1，同时遍历JVM中所有线程的栈，找到该class所有正处于加锁状态的偏向锁，将其epoch字段改为新值。下次获得锁时，发现当前对象的epoch值和class的epoch不相等，那就算当前已经偏向了其他线程，也不会执行撤销操作，而是直接通过CAS操作将其mark word的Thread Id 改成当前线程Id

　　当达到重偏向阈值后，假设该class计数器继续增长，当其达到批量撤销的阈值后（默认40），JVM就认为该class的使用场景存在多线程竞争，会标记该class为不可偏向，之后，对于该class的锁，直接走轻量级锁的逻辑

　　小结：

3. 偏向锁的膨胀

如果偏向锁被占据，一旦有第二个线程争抢这个对象，因为偏向锁不会主动释放，所以第二个线程可以看到内置锁偏向状态，这时表明在这个对象锁上已经存在竞争了。JVM检查原来持有该对象锁的占有线程是否依然存活，如果挂了，就可以将对象变为无锁状态，然后进行重新偏向，偏向抢锁线程。如果JVM检查到原来的线程依然存活，就进一步检查占有线程的调用堆栈是否通过锁记录持有偏向锁。如果存在锁记录，就表明原来的线程还在使用偏向锁，发生锁竞争，撤销原来的偏向锁，将偏向锁膨胀（INFLATING）为轻量级锁

总结

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Java 锁原理,java偏向锁和轻量级锁

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3. 偏向锁的膨胀

总结

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