建设一个网站成本多少,建设厅五大员证书查询网站,网站seo优化合同,自学编程Synchronized锁 Synchronized在Java JVM里的实现是基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步的 monitor enter指令是在编译后插入到同步代码块的开始位置 而monitor exit是插入到方法结束处和异常处 JVM要保证每个monitor enter必须有对应的monitor exit与之配对。…Synchronized锁 Synchronized在Java JVM里的实现是基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步的 monitor enter指令是在编译后插入到同步代码块的开始位置 而monitor exit是插入到方法结束处和异常处 JVM要保证每个monitor enter必须有对应的monitor exit与之配对。 任何对象都有一个monitor与之关联当且一个monitor被持有后它将处于锁定状态。线程执行到monitor enter指令时将会尝试获取对象所对应的monitor的所有权即尝试获得对象的锁。 synchronized用的锁是存在Java对象头里的。如果对象是数组类型则虚拟机用3个字宽Word存储对象头如果对象是非数组类型则用2字宽存储对象头。在32位虚拟机中1字宽等于4字节即32bit。数组类多一个字节用于存储数组长度也就是说程序获取数组长度的时间复杂度为O(1)。 java对象头的存储结构 锁状态25bit4bit1bit是否是偏向锁2bit 锁标志位无锁状态对象的hashCode对象分代年龄001 在运行期间Mark Word里存储的数据会随着锁标志位的变化而变化。Mark Word可能变化为存储以下4种数据 Mark Word的状态变化 锁状态25bit4bit1bit2bit23bit2bit是否是偏向锁锁标志位轻量级锁指向栈中锁记录的指针00重量级锁指向互斥量(重量级锁)的指针10GC标记空11偏向锁线程IDEpoch对象分代年龄101 锁的升级 Java 1.6为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗引入了“偏向锁”和“轻量级锁” 锁一共有4种状态级别从低到高依次是无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级意味着偏向锁升级成轻量级锁后不能降级成偏向锁。这种锁升级却不能降级的策略目的是为了提高获得锁和释放锁的效率。 偏向锁 在锁不存在多线程竞争情况下为了减小线程获取锁的代价而引入了偏向锁。当一个线程访问同步块并获取锁时会在对象头和栈帧中的锁记录里存储锁偏向的线程ID以后该线程再进入同步块时只需简单判断下对象头的Mark Word里是否存储着指向当前线程的偏向锁。 如果本身是无锁状态初始状态只需CAS设置偏向锁指向自己即可判断当前对象是否是偏向锁判断拥有该偏向锁的线程是否还存在拥有偏向锁的线程使用完毕后不会主动释放不存在时直接CAS设置偏向锁指向自己线程如果拥有该偏向锁的线程还存在则会暂停拥有偏向锁的线程这一步操作是在全局安全点进行的。设置锁标志位为00偏向锁标志位为0从拥有偏向锁线程A的空闲monitor record中读取一条放至线程A的当前monitor record中然后更新mark word将mark word指向线程A中monitor record的指针这样就完成了偏向锁升级轻量级锁。之后持有锁的线程会继续执行竞争该轻量级锁的线程自旋获取该对象。 注意轻量级锁的获取释放需要多次CAS操作而偏向锁只是在置换ThreadID时进行一次CAS操作。 偏向锁获取后线程不会主动释放偏向锁只有在其他线程尝试竞争偏向锁时持有偏向锁的线程才会释放锁被动释放此时会发生锁升级。 偏向锁在JDK 6及以后的JVM里是默认启用的。可以通过JVM参数关闭偏向锁 -XX:-UseBiasedLockingfalse关闭之后程序默认会进入轻量级锁状态。 偏向锁的撤销需要在全局安全点上进行它会暂停所有持有偏向锁的线程判断锁对象是否处于锁定状态。 可以发现偏向锁适用于从始至终都只有一个线程在运行的情况省略掉了自旋获取锁以及重量级锁互斥的开销这种锁的开销最低性能最好接近于无锁状态但是如果线程之间存在竞争的话就需要频繁的去暂停拥有偏向锁的线程然后检查状态决定是否重新偏向还是升级为轻量级别锁性能就会大打折扣了如果事先能够知道可能会存在竞争那么可以选择关掉偏向锁。 轻量级锁 线程在执行同步块之前JVM会先在当前线程的栈桢中创建用于存储锁记录的空间并将对象头中的Mark Word复制到锁记录中官方称为Displaced Mark Word。然后线程尝试使用CAS将对象头中的Mark Word替换为指向锁记录的指针。如果成功当前线程获得锁如果失败表示其他线程竞争锁当前线程便尝试使用自旋来获取锁。 轻量级锁在加锁失败进行CAS达到一定次数后自旋锁默认的次数为 10 次可以通过 -XX:PreBlockSpin 来更改就会升级为重量级锁在解锁失败锁也会升级为重量级锁。 一旦锁升级成重量级锁就不会再恢复到轻量级锁状态当锁处于这个状态下其他线程试图获取锁时都会被阻塞住当持有锁的线程释放锁之后会唤醒这些线程被唤醒的线程就会进行新一轮的夺锁之争。 轻量级锁什么时候会解锁失败呢在发生锁竞争时并且占用锁的线程未释放这时自旋默认了10次还是未获取到锁竞争锁的线程就会 将Mark Word 修改为重量级锁并且将自己阻塞在该锁的monitor对象上。之后占用锁的线程将栈帧中的 Mark Word进行CAS替换回对象头的 Mark Word 的时候发现有其它线程竞争该锁已经由竞争锁的线程更改了锁状态然后它释放锁并且唤醒在等待的线程后续的线程操作就全部都是重量级锁了。 重量级锁
重量级锁也就是普通的悲观锁了也就是竞争锁失败会阻塞等待唤醒再次竞争那种关于这几种锁的对比如下
锁优 点缺 点适用场景偏向锁加锁和解锁不需要额外的消耗,和执 行非同步方法相比仅存在纳秒级的差距如果线程间存在锁竞争, 会带来额外的锁撤销的消耗适用于只有一个线程访 问同步块场景轻量级锁竞争的线程不会阻塞,提高了程序的 响应速度如果始终得不到锁竞争的 线程,使用自旋会消耗CPU追求响应时间 同步块执行速度非常快重量级锁线程竞争不使用自旋,不会消耗CPU线程阻塞,响应时间缓慢 追求吞吐量 同步块执行速度较长
