并发编程（二）Synchronized锁

基本使用

1. 修饰实例方法：锁的对象为当前实例 syn void
2. 修饰静态方法：锁的对象为这个类 syn static void
3. 修饰代码块：看锁对象还是实例 syn(a.class)、syn(this)

注：不能用String常量、Integer、Long类型：因为Java自动封箱和解箱操作的原因

存储方式

对象头加锁前后变化：

参考工具：Java Object Layout

可以看出锁信息存储在对象的对象头当中：对应源码（markOop.hpp当中）

对象头（marword）：8字节对象头+4字节的指向指针（属于哪个类）

对象填充：8的倍数，缺少则填充

不同类型的锁在对象头中存储的结构如下：

锁升级的过程

Jdk1.6之前，基于重量级锁来实现

无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁

偏向锁

存在的意义：大多数情况下不存在锁竞争，都是由同一个线程多次获取

通过cas实现原子性

关闭方式：-usebiasedLock

注：线程1执行完毕后,不会主动去释放偏向锁。线程2竞争时，先判断偏向锁标记为1，然后在判断持有的线程1是否还存活，不存活，cas替换，存活则暂停升级。

偏向锁延迟打开的作用：JVM启动过程中会去对对象处理，这个时候会存在锁竞争问题，因此让偏向锁延迟打开。-XX:BiasedLockingStartupDelay默认4秒

偏向锁若启用，则创建的对象为匿名偏向锁对象1|01，此时记录的线程id为空

轻量级锁

偏向锁撤销后升级为轻量级锁，通过cas自旋获取锁

自旋的意义：绝大部分线程在获取线程后，在非常短的时间内会释放

设置自旋次数：preBlockSpin，默认10次

jdk1.6后引入自适应自旋：由JVM来控制（根据最近成功率调整自旋次数）

轻量级锁加锁过程：

1. 线程栈桢创建LockRecord并复制MarkWord中的锁记录
2. 将LockRecord中的Owner指针指向锁对象
3. 将锁对象的MarkWord替换为指向LockRecord的指针

重量级锁（Mutex）

基于对象监视器实现。

同步队列：objectMonotor.hpp中的waitSet队列

偏向锁直接升级成重量级锁：当获取偏向锁的对象调用了wait方法的时候会直接升级为重量级锁

加锁过程：

1. monitor依赖操作系统的MutexLock(互斥锁)来实现的，线程被阻塞后便进入内核（Linux）调度状态，这个会导致系统在用户态与内核态之间来回切换，严重影响锁的性能
2. 任意线程对Object的访问，首先要获取对象的monitor，获取失败加入同步队列，线程状态变为BLOCK，访问Object的前驱释放锁，唤醒队列中的线程重新尝试获得锁

锁重入

偏向锁和轻量级锁->线程栈中lockRecord+1

重量级锁->ObjectMonitor当中

锁消除

方法内部的锁只会被自己线程所用（如StringBuffer类的append操作），不可能被其他线程引用，则自动消除对象内部锁。

锁粗化

JVM检测多次操作对同一个对象加锁（如while操作），则会将锁范围加粗到方法体外，是这一串操作只进行一次加锁。

wait、notify、notifyall

线程通信机制

wait：实现线程阻塞，释放锁当前的syn锁

notify/notifyall：唤醒被阻塞的线程

notify唤醒线程后需要重新加入竞争锁队列，不会直接获得锁

wait和sleep的区别：

wait释放锁和cpu资源，sleep不会释放锁资源