jvm与锁优化

锁优化

1. 自旋锁和自适应锁：
   1. 共享数据的锁定短的话，挂起和恢复线程并不值得，当遇到共享数据被锁定时，先不放弃cpu执行时间，等待看看持有锁的线程释放很快释放锁；为了让线程等待，我们只需让线程执行一个忙循环（空循环，自旋），这就是自旋锁
   2. 而假如锁定时间长的话，忙等待需要占用的时间浪费，因此自旋的等待时间有限度，如果自旋超过限定次数仍然没有获取锁，则需要使用传统的方式挂起线程
   3. jdk1.6默认开启自旋锁，自旋次数默认是10次，用户可以用-XX:PreBlockSpin更改
   4. 1.6也引入了自适应的自旋锁，自旋时间不再固定而是基于上次在同一锁的自旋时间及锁的拥有状态决定：如果上一次自旋成功获得了锁，且持有锁的线程还在运行，那么虚拟机会认为此次自旋也很有可能获取锁，进而运行自旋等待更长的时间，比如100次循环；如果某个锁，自旋很少成功，那么以后获取这个锁时，可能省略自旋过程
2. 锁消除：虚拟机即时编译器在运行时，对一些代码上要求同步，但是检测到不可能存在共享数据竞争的锁进行消除。锁消除的依据主要来自逃逸分析，如果在一段代码中，堆上所有数据都不逃逸出去，那么可以把它们当成栈的数据，当成线程私有的，无需线程同步；可能不是程序员用的同步，而是调用同步的方法或者jvm自动优化产生的多余同步
3. 锁粗化：假如在一系列连续操作中对同一对象反复的加锁和解锁，频繁的互斥同步操作会导致不必要的性能消耗，虚拟机检测到这种情况会将加锁同步的范围扩张到整个操作序列之外
4. 轻量锁：
   1. MarkWord是对象头的一部分（另一部分存放指向方法区对象类型的指针，如果是数组，还有数组长度），MarkWord在对象的不同状态下会存储不同的数据，但都会保留标志位，但是值不同：未锁定时Mark Word包括三部分——对象哈希码、分代年龄、标志位此时值位01；
      存储内容 标志位 状态
      哈希码、分代年龄 01 未锁定
      指向锁记录的指针 00 轻量锁
      指向重量锁的指针 10 重量锁
      空，不记录信息 11 gc标记
      偏向线程ID、偏向时间戳、对象分代年龄 01 可偏向
   2. 轻量锁执行过程：
      1. 假如当前对象无锁，先将MarkWord拷贝一份存在当前线程的栈帧中，同时将MarkWord的值CAS为指向MarkWord在当前线程拷贝的指针，CAS成功则表示当前线程拥有了轻量锁。
      2. 如果CAS失败，说明有线程争用，那么轻量锁要膨胀为重量锁，锁标志变为10，MarkWord的值变为指向重量锁的指针；
      3. 重量锁时的对象头信息（Hash、age）放哪呢？ 存放在重量锁中
5. 偏向锁：
   1. 偏向锁会偏向第一次获得锁的线程，如果接下来没有其他线程获取，则持有偏向锁的线程访问临界区不再需要同步，例如：lock、unlock、对MarkWord的update（那轻量锁呢 既然说偏向锁不需要 言外之意就是轻量锁和重量锁需要 否则偏向锁凭什么和这两种锁区分开）
   2. 执行过程：
      1. 对象第一次被线程获取时，将锁标志设为01，CAS将当前线程的id记录在MarkWord中，设置成功后，这个线程再进入这个锁相关的同步块时，不再进行任何同步操作。
      2. 那么 此时的Hash、age存放在哪呢：
         1. 当一个对象已经计算过identity hash code，它就无法进入偏向锁状态；
         2. 当一个对象当前正处于偏向锁状态，并且需要计算其identity hash code的话，则它的偏向锁会被撤销，并且锁会膨胀为重量锁；
         3. 重量锁的实现中，ObjectMonitor类里有字段可以记录非加锁状态下的mark word，其中可以存储identity hash code的值。或者简单说就是重量锁可以存下identity hash code。