《Java并发编程的艺术》——上下文切换，锁的四种状态

上下文切换

线程得以执行是依靠CPU给它分配了时间片。当前线程消耗完时间之后，将会阻塞（挂起，等待），换成另一个线程执行它的任务，但是线程切换前会保存上一个线程的状态，以便该线程再次获得时间片切换回该线程（通过程序计数器 (Program Register)实现）。这种从任务保存到再加载的过程被称为上下文切换。

注：有时候并发操作耗时比串行更多的原因是：上下文切换（也可笼统地称为线程调度）和线程创建的时间开销太高了。

锁的四种状态

在JDK 1.6后，JVM引入了四种锁状态：无锁状态，偏向锁，轻量级锁，重量级锁。通过CAS在对应对象的Mark Word中设置标记实现。

• 无锁状态：当线程间不发生对资源对争抢时，这个资源是无锁状态。
• 偏向锁：大多数情况，资源不仅不存在争抢，还总是被同一个线程获得，这时候为了消除获取释放锁时的CAS开销（当获取或释放锁时，都要通过CAS操作奖线程id记录到锁对象的Mark Word中），将资源里的锁标记设置为偏向锁的标记，看起来像是某个线程得到了偏护。当第二个线程也来争抢这个资源时，偏向锁升级为轻量级锁。
• 轻量级锁：当获得偏向锁的资源发生线程争抢时，偏向锁升级为轻量级锁。
• 重量级锁：当获得轻量级锁的资源发生线程争抢时，轻量级锁升级为重量级锁。

注：锁的状态只能升级，不能降级。