Synchronized 底层的锁

今天来讲讲Synchronized 底层的锁都有哪些

目录

一. 前言

二. Synchronized 底层的锁

1. 无锁

2. 轻量级锁 

3. 重量级锁

4. 偏向锁        

4.1 没有开启偏向锁的情况下

4.2 开启偏向锁的情况下

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一. 前言

对于synchronized锁来说,锁的升级主要都是通过Mark Word中的:

        是否偏向锁标志位)(1:偏向锁;0:非偏向锁)

        与

        锁标志位(01:无锁;00:轻量级锁;10:重量级锁;11:GC标记)来达成的,

二. Synchronized 底层的锁

        synchronized关键字所对应的锁都是先从偏向锁开始的, 随着锁的竞争不断升级,逐步演化至轻量级锁,最后则变成了重量级锁,过程如下:

        无锁 -> 偏向锁 ->轻量级锁 ->重量级锁

1. 无锁

        即当前对象没有线程访问

2. 轻量级锁 

        多个线程同步,若第一个线程已经获取到了当前对象的锁,这时第二个线程又开始尝试争抢该对象的锁,由于该对象的锁已经被第一个线程获取到,因此它是偏向锁, 而第二个线程在争抢时，会发现改对象的对象头中的Mark Word已经是偏向锁了，但里面存储的线程ID并不是自己（第一个线程）,那么会进行CAS（Compare and Swap）,从而获取到锁这里面存在两种情况:

• 获取锁成功:那么它会直接将Mark Word中的线程ID由第一个线程变成自己（偏向锁标记位保持不变）,这样该对象依然会保持偏向锁的状态。
• 获取锁失败:则表示这时可能会有多个线程同时在尝试争抢该对象的锁,那么这时偏向锁就会进行升级,升级为轻量级锁。

CAS(compareAndSet)：

        是CPU的一种指令，通过硬件的方式保证只能有一个线程操作成功。

        通过自旋的的方式来操作：

                //伪代码

                do{

                        value = method(obj);

                }while(!CAS(obj,value,x));

3. 重量级锁

        已经被一个线程持有，别的线程继续获取,线程最终从用户态进入到内核态

4. 偏向锁        

        大部分情况下，锁不仅不存在竞争，而且总是由一个线程多次获得，为了让获取锁的代价更低，就有了偏向锁。当一个线程使用synchronized方式获取了一个锁对象时，会在该对象的对象头中存储当前线程的ID，后续这个线程再次去获取该锁对象时，直接进行线程ID的比较， 成功就表示该锁是偏向当前线程的，不需要再次获取锁了。

4.1 没有开启偏向锁的情况下

        一个对象没有被作为锁对象，处于无锁状态

        一个对象被一个线程获取作为锁对象，处于轻量级锁状态

        一个线程已经持有了该锁对象，其他线程来争用，处于重量级锁状态。

4.2 开启偏向锁的情况下

        一个对象没有被作为锁对象，处于无锁可偏向状态。(对象头中没有记录线程ID)

        一个对象被一个线程作为锁对象，处于轻量级锁状态。(对象头中记录了线程ID)

        一个对象被一个线程作为锁对象，释放锁对象后(但是该线程没有消亡时)，其他线 程再获取该锁对象，则处于轻量级锁状态。

        一个对象被一个线程作为锁对象，没有释放锁，其他线程也要获取该锁对象，就处于重量级锁状态。