一.锁升级理论.
在synchronized锁升级过程中涉及到以下几种锁.先说一下这几种锁是什么意思.
偏向锁:只有一个线程争抢锁资源的时候.将线程拥有者标识为当前线程. 轻量级锁(自旋锁):一个或多个线程通过CAS去争抢锁,如果抢不到则一直自旋. 重量级锁:多个线程争抢锁,向内核申请锁资源,将未争抢成功的锁放到队列中直接阻塞.
为什么要有锁的升级过程?
在最开始的时候,其实就是无锁直接到重量级锁,但是重量级锁需要向内核申请额外的锁资源,这就涉及到用户态和内核态的转换,比较浪费资源,而且大多数情况下,其实还是一个线程去争抢锁,完全不需要重量级锁.
锁的具体升级过程(通常情况下):
1.当只有一个线程去争抢锁的时候,会先使用偏向锁,就是给一个标识,说明现在这个锁被线程a占有. 2.后来又来了线程b,线程c,说凭什么你占有锁,需要公平的竞争,于是将标识去掉,也就是撤销偏向锁,升级为轻量级锁,三个线程通过CAS进行锁的争抢(其实这个抢锁过程还是偏向于原来的持有偏向锁的线程). 3.现在线程a占有了锁,线程b,线程c一直在循环尝试获取锁,后来又来了十个线程,一直在自旋,那这样等着也是干耗费CPU资源,所以就将锁升级为重量级锁,向内核申请资源,直接将等待的线程进行阻塞.
什么情况下偏向锁才会升级为轻量级锁,什么时候轻量级锁才会升级为重量级锁?
只有一个线程的时候就是偏向锁(当偏向锁开启的时候,偏向锁默认开启),当争抢的线程超过一个,升级为轻量级锁.
当自旋的线程循环超过10次,或者线程等待的数量超过cpu的1/2,升级为重量级锁.其实轻量级锁就适用于那种执行任务很短的线程,可能通过一两次自旋,就能够获取到锁.
开启偏向锁一定比轻量级锁高效吗?
不一定,比如在一开始已经知道某个资源就需要被多个线程争抢,此时就不需要开启偏向锁,因为偏向锁给了标识之后,还需要取消这个标识,重新抢锁,比如在JVM中,偏向锁默认是延迟4秒才开始的,因为JVM在启动的时候需要多个线程竞争资源,并且这个都是一开始知道的.
重量级锁 对应 10 轻量级锁 对应 00 无锁和偏向锁都对应01,这个时候需要倒数第三个字节加以区分, 即 无锁 对应 001, 偏向锁 对应 101
package com.example.demo.wuhen;
import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
public class Synchronizeds {
static Object obj=new Object();
static class LockThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
synchronized (obj){
String test="";
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
test+="2";
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
new Thread(new LockThread()).start();
System.out.println("=============偏向锁============");
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
new Thread(new LockThread()).start();
System.out.println("=============轻量级锁============");
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
for (int i = 0; i < 20; i++) {
new Thread(new LockThread()).start();
}
System.out.println("=============重量级锁============");
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
}
}
控制台输出
=============偏向锁============
# WARNING: Unable to get Instrumentation. Dynamic Attach failed. You may add this JAR as -javaagent manually, or supply -Djdk.attach.allowAttachSelf
java.lang.Object object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 05 e0 20 c5 (00000101 11100000 00100000 11000101) (-987701243)
4 4 (object header) d3 02 00 00 (11010011 00000010 00000000 00000000) (723)
8 4 (object header) 00 10 00 00 (00000000 00010000 00000000 00000000) (4096)
12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
=============轻量级锁============
java.lang.Object object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 28 f3 af 92 (00101000 11110011 10101111 10010010) (-1833962712)
4 4 (object header) f0 00 00 00 (11110000 00000000 00000000 00000000) (240)
8 4 (object header) 00 10 00 00 (00000000 00010000 00000000 00000000) (4096)
12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
=============重量级锁============
java.lang.Object object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 02 70 be c4 (00000010 01110000 10111110 11000100) (-994152446)
4 4 (object header) d3 02 00 00 (11010011 00000010 00000000 00000000) (723)
8 4 (object header) 00 10 00 00 (00000000 00010000 00000000 00000000) (4096)
12 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
评论