【并发】偏向锁

偏向锁

大多数情况下,锁不仅不存在多线程竞争,而且总是由同一个线程多次获取,为了让线程获得锁的代价更低,引入了偏向锁。

获取锁

当一个线程访问同步代码块并获取锁,会在对象头和栈帧中的锁记录里存储偏向的线程ID,以后该线程进入和退出同步块时不需要进行CAS操作来加锁和解锁。只需要简单测试一下对象头的Mark Word里是否存储着指向当前线程的偏向锁。测试成功则表示线程已经获得锁了,如果测试不成功,则在测试一下偏向锁的标识是否为1(表示当前时偏向锁),如果没有,就使用CAS竞争锁,如果设置了,就尝试使用CAS将对象头的偏向锁指向当前线程

偏向锁的撤销

偏向锁使用了一种等到竞争才能释放锁的机制。所以当其他线程尝试竞争偏向锁,持有偏向锁的进程才会释放锁。

偏向锁的撤销,需要等待全局安全点(在这个时间点上没有正在执行的字节码)。他会首先暂停拥有偏向锁的线程,然后检查持有偏向锁的线程是否活着:

如果线程不处于活动状态,则将对象头设置成无锁状态。

如果线程仍然存活,拥有偏向锁的栈会被执行,遍历偏向对象的锁记录,栈中的锁记录和对象头的Mark Word要么重新偏向于其他线程,要么恢复到无锁或者标记对象不适合作为偏向锁。,最后唤醒暂停的线程

关闭偏向锁:

偏向锁在Java 6和Java 7里是默认启动的,但是它在应用程序启动几秒后才激活。如有必要可以使用JVM参数来关闭延迟:-XX:BiasedLockingStartupDelay=0。如果你确定应用程序里所有的锁通常情况下处于竞争状态,可以通过JVM参数关闭偏向锁:-XX:-UseBiasedLocking=false, 那么程序默认会进入轻量级锁。

轻量级锁

轻量级锁加锁

线程在执行同步块之前,JVM会先在当前线程的栈帧中创建存储锁记录的空间,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替换成指向锁记录的指针。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

轻量级锁解锁

轻量级解锁时,会使用原子的CAS操作将Displaced Mark Word替换回到对象头,如果成功,表示没有竞争发生,如果失败,表示当前锁存在竞争,锁就会膨胀成重量级锁。如图2-2是两个线程同时竞争夺取锁,导致膨胀的流程图

因为自选会消耗CPU,为了避免无用的自旋(比如获得锁的线程被阻塞了),一旦锁升级成重量级锁,就不会再恢复到轻量级锁的状态。当锁处于这个状态下,其他线程尝试获取锁时,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。

----临时占个位置,这篇文章不全,日后补全

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