——总结自《Java并发编程的艺术:第二章Java并发机制的底层原理》

——非代码逻辑总结,仅作参考。

  • 背景

    • MarkWord:MarkWord是Java对象头中的一部分,其数据结构是多变的:

      • 偏向锁,轻量级锁,重量锁:加解锁及锁升级逻辑流程总结

    • 锁记录:线程栈帧中的一部分数据结构,用于保存当前线程持有锁的MarkWord。

    • 锁状态:Java中有四种锁状态,无锁,偏向锁,轻量级锁,重量级锁。四种锁状态随着竞争加剧依次升级,不可降级。

  • 偏向锁:

    • 偏向锁基于一种经验假设,即大多数情况下,锁不仅不存在多线程竞争,而且总是由同一线程多次获得,偏向锁仅需要通过CAS获取锁或重偏向,并且同一线程再次进入同步代码块时仅执行相等性判断,与无锁相比仅存在纳秒级的性能损耗。

    • 偏向锁不允许出现竞争,一旦竞争出现即会将锁升级为轻量级锁。

    • 根据逻辑流程,偏向锁可以交叉持锁,即偏向锁虽然指向了某个线程,但是当这个线程不在偏向锁保护的同步代码块中时(即事实上不需要该锁),那么偏向锁可以通过重偏向指向其它线程,此时不认为发生了锁竞争;只有多个线程同时通过CAS竞争一个锁,或试图重偏向时持有锁的线程依然持有偏向锁记录,才认为发生了竞争。

    • 偏向锁适用于极低竞争度的情况,严格说仅适用于在任意时刻只有一个线程访问同步代码块的情况。

  • 轻量级锁:

    • 轻量级锁假设获取锁需要等待的时间很短,这个等待时间小于线程上下文切换所花费的时间,因此采用了忙等待的方式。

    • 轻量级锁等待超时即会将锁标记为重量级锁,即锁升级。

    • 轻量级锁适用于轻度竞争且代码块执行较短的情况。

  • 重量级锁:

    • 重量级锁不限制竞争程度。

    • 重量级锁加锁失败会导致线程上下文切换。

  • 锁加解锁及升级流程

  • 偏向锁,轻量级锁,重量锁:加解锁及锁升级逻辑流程总结

 

 

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