后端-锁专题:synchronized(java对象结构、锁的类型、锁升级流程...)

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对象的结构以及大小内存换算

java的常见数据类型以及所占字节数

String:8字节 64位

int:4字节 32 位

long:8字节 64位

short:2字节 16位

byte:1字节 8位

double:8字节 64位

float:4字节 32位

boolean:8字节 64位

char:2字节 16位

分析对象总共占多少字节,各项占多少字节

一个对象中分为对象头、实例数据、对齐填充,对象头中分为markword、类型指针、数组长度,markword在32位操作系统中占4字节而在64位操作系统中占8个字节,类型指针是8个字节但是默认会开启指针压缩所以只有4个字节,若对象中没有数组对象的话就没有这部分,如果有就看是什么数据类型的数组,最大8个字节如果是int[]则为4个字节,对齐填充将保证对象整体所占内存为为8的整数倍,实例数据若对象为空对象则这部分没有,总体算下来以64位操作系统空对象为例对象头markword8个字节+类型指针4个字节空对象没有实例数据,算下来只有12个字节,然后加上对齐填充整个空对象位16个字节。

对象头结构

对象头中分为了类型指针、mark word、对象数组等三个部分,类型指针主要指向元空间,指向该类的元数据信息等。

mark word中包含有对象的标记信息锁信息。

对象数组,当对象为数组对象时,对象头还需要额外一部分数据存储数组大小。

锁类型

匿名偏向锁:JVM启动后根据参数-XX:BiasedLockingStartupDelay配置的几秒后创建的对象都是匿名对象,默认是四秒,四秒后创建的对象在偏向标记位为1,此时mark word的线程id为0。

偏向锁:当有线程获取到锁后,该锁的状态为偏向锁,偏向锁标记位为1且线程id不为0

轻量级锁:自旋锁,为了减少重量级锁后的操作,设计轻量级锁,通过cas进行尝试加锁,减少重量级锁出现锁竞争后竞争线程挂起导致线程进行上下文切换。

重量级锁:当有线程尝试加锁,且当前锁为重量级锁时,该线程未能获取到锁后线程挂起,并进入系统调度队列。

锁升级流程

jvm启动后四秒对象为匿名偏向锁,当对象被某线程尝试加锁并加锁成功后升级为偏向锁,当其他线程也尝试获取该锁资源时,就会升级为轻量级锁,这时竞争的线程就会一直cas去尝试加锁。当自旋次数达到一定阈值后,升级为重量级锁。

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