jvm随笔9-锁优化

1.自旋锁

问题：挂起和恢复线程要转入内核态中完成，许多应用，共享数据的锁定状态只会持续很短一段时间，为了这段时间去挂起和恢复线程并不值得。

两个或以上的线程并行执行时，可以让后面请求锁的那个线程等一下，但不放弃处理器的执行时间，看看持有锁的线程是否很快就会释放锁。为了让线程等待，只需让线程执行一个忙循环（自旋），避免了线程切换的开销

2.锁消除

虚拟机即时编译器在运行时，对一些代码要求同步，但是被检测到不可能存在共享数据竞争的锁进行消除

3.锁粗化

问题：如果一系列的连续操作都对一个对象反复加锁和解锁，甚至加锁操作是出现在循环体中，那么即使没有线程竞争，频繁的进行互斥同步操作也会导致不必要的性能损耗。

如果虚拟机探测到有这样一串零碎的操作都对同一个对象加锁，将会把加锁同步的范围粗化到整个操作序列的外部。

4.轻量级锁

轻量级是相对于使用操作系统互斥量来实现的传统锁而言，传统锁机制被称为重量级锁，轻量级锁并不是用来代替传统的重量级锁的，他的本意是在没有多线程竞争的前提下，较少传统重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。

1）对象头

• 存储对象自身的运行时数据，hashcode，分代年龄，指向锁记录的指针，指向重量级锁的指针（Mark word）
• 存储指向方法区对象类型数据的指针

对象头信息是与对象自身定义的数据无关的额外存储成本

2）轻量级锁

代码进入同步快时，如果此同步对象没有锁定（锁标志位为01状态），虚拟机将在当前线程的栈帧中建立一个名为锁记录的空间，用于存储锁对象目前Mark word的拷贝。

虚拟机使用CAS操作尝试将对象的Mark word 更新为指向Lock Record的指针，如果这个更新操作成功了，这个线程就拥有了该对象的锁，并且对象Mark word 的锁标志位转变为 00，表示处于轻量级锁状态。

如果有两条以上的线程争用同一个锁，那轻量级锁就不再有效，要膨胀为重量级锁，锁标志状态位 变为 10

如何提升性能：对于绝大部分锁，在整个同步周期内都是不存在竞争的。如果没有竞争，轻量级锁使用CAS操作避免了使用互斥量的开销。

5.偏向锁

消除数据在无竞争情况下的同步原语，不同于轻量级锁是在无竞争情况下使用CAS操作去消除同步使用的互斥量，那偏向锁就是在无竞争的情况下把整个同步都消除掉，连CAS都不做。

偏向锁的意思是这个锁会偏向第一个获得它的线程，如果在接下来的执行过程中，该锁没有被其他线程获取，则持有偏向锁的线程不需要再进行同步。