多线程锁升级过程

jol(java object layout)需要的依赖

<dependency>           

   <groupId>org.openjdk.jol</groupId>           

    <artifactId>jol-core</artifactId>           

    <version>0.10</version>       

</dependency>


一。synchronized锁对象的升级(膨胀)过程主要如下:

1.膨胀过程:无锁(锁对象初始化时)-> 偏向锁(有线程请求锁) -> 轻量级锁(多线程轻度竞争)-> 重量级锁(线程过多或长耗时操作,线程自旋过度消耗cpu);

2.jvm默认延时4s自动开启偏向锁(此时为匿名偏向锁,不指向任务线程),可通过-XX:BiasedLockingStartUpDelay=0取消延时;如果不要偏向锁,可通过-XX:-UseBiasedLocking = false来设置

3.锁只能升级,不能降级;偏向锁可以被重置为无锁状态

4.锁对象头记录占用锁的线程信息,但不能主动释放,线程栈同时记录锁的使用信息,当有其他线程(T1)申请已经被占用的锁时,先根据锁对向的信息,找对应线程栈,若线程已结束,则锁对象先被置为无锁状态,再被T1线程占有后置为偏向锁;若线程位结束,则锁状态由当前偏向锁升级为轻量级锁。

5.偏向锁和轻量级锁在用户态维护,重量级锁需要切换到内核态(os)进行维护;

二。锁对象头(markword部分,8字节)使用不同的状态进行表示,64位虚拟机的markword如下所示:

使用jol演示如下:

1.无锁状态

Object object =new Object();

        System.out.println("hash: " + object.hashCode());

        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(object).toPrintable());

header中前8个字节按照平时习惯的从高位到低位的展示为:00000000 00000000 00000000 00111001 10101110 11101101 00101111 00000001

对照上图,最后3位是001,无锁状态,中间31位(0111001 10101110 11101101 00101111)换算成十进制即为上图打印的hash:967765295

2.匿名偏向锁和偏向锁

Thread.sleep(5000);//等待jvm开启偏向锁Object o =new Object();

        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());

        synchronized (o){

            System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());

        }

第一次打印为匿名偏向,第二次偏向锁指向了main线程

注意:用run启动程序,不要用debug,实验的时候,用debug启动,第二次打印直接升级轻量级锁。

3.轻量级锁


publicstaticvoidmain(String[] args)throws InterruptedException {

        Thread.sleep(5000);

        Object o =new Object();

        synchronized (o) {

            System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());

        }

        for(inti = 0; i < 1; i++) {

            Thread t =newThread(() -> {

                print(o);

            });

            t.start();

        }

    }

    publicstaticvoid print(Object o) {

        synchronized (o){

            System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());

        }

    }


4.重量级锁

publicstaticvoid main(String[] args){

        Object o =new Object();

        for(inti = 0; i < 2; i++) {

            Thread t =newThread(() -> {

                print(o);

            });

            t.start();

        }

    }

    publicstaticvoid print(Object o) {

        synchronized (o){

            System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());

        }

    }



参考:

https://www.cnblogs.com/katsu2017/p/12610002.html

https://www.ixigua.com/i6807658279146095115/

https://blog.csdn.net/weixin_44627989/article/details/88866450

https://blog.csdn.net/tongdanping/article/details/79647337

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