山东大学软件学院项目实训-创新实训-基于大模型的旅游平台（十九）- JUC（5）

synchronized优化原理

轻量级锁

如果一个对象有多个线程访问，但多线程访问的时间是错开的（没有竞争），可以用轻量级锁优化

复制代码

  
  @Slf4j(topic = "c.ExerciseTransfer")
  public class Test {
  
      static final Object obj = new Object();
      public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
          synchronized (obj){
              method();
          }
      }
  
      public static void method(){
          synchronized (obj){
              
          }
      }
  }

让锁记录中 Object reference 指向锁对象，并尝试用 cas 替换 Object 的 Mark Word，将 Mark Word 的值存入锁记录

如果 cas 替换成功，对象头中存储了锁记录地址和状态 00 ，表示由该线程给对象加锁，这时图示如下。

如果 cas 失败，有两种情况

如果是其它线程已经持有了该 Object 的轻量级锁，这时表明有竞争，进入锁膨胀过程
如果是自己执行了 synchronized 锁重入，那么再添加一条 Lock Record 作为重入的计数

当退出 synchronized 代码块（解锁时）如果有取值为 null 的锁记录，表示有重入，这时重置锁记录，表示重入计数减一。

当退出 synchronized 代码块（解锁时）锁记录的值不为 null，这时使用 cas 将 Mark Word 的值恢复给对象头

成功，则解锁成功
失败，说明轻量级锁进行了锁膨胀或已经升级为重量级锁，进入重量级锁解锁流程

锁膨胀

如果在尝试加轻量级锁的过程中，CAS 操作无法成功，这时一种情况就是有其它线程为此对象加上了轻量级锁（有竞争），这时需要进行锁膨胀，将轻量级锁变为重量级锁。

这时 Thread-1 加轻量级锁失败，进入锁膨胀流程

即为 Object 对象申请 Monitor 锁，让 Object 指向重量级锁地址
然后自己进入 Monitor 的 EntryList BLOCKED

当 Thread-0 退出同步块解锁时，使用 cas 将 Mark Word 的值恢复给对象头，失败。这时会进入重量级解锁流程，即按照 Monitor 地址找到 Monitor 对象，设置 Owner 为 null，唤醒 EntryList 中 BLOCKED 线程。

自旋优化

重量级锁竞争的时候，还可以使用自旋来进行优化，如果当前线程自旋成功（即这时候持锁线程已经退出了同步块，释放了锁），这时当前线程就可以避免阻塞。

偏向锁

轻量级锁在没有竞争时（就自己这个线程），每次重入仍然需要执行 CAS 操作。

Java 6 中引入了偏向锁来做进一步优化：只有第一次使用 CAS 将线程 ID 设置到对象的 Mark Word 头，之后发现这个线程 ID 是自己的就表示没有竞争，不用重新 CAS。以后只要不发生竞争，这个对象就归该线程所有。例如：

复制代码

  
      static final Object obj = new Object();
      public static void m1() {
          synchronized( obj ) {
              // 同步块 A
              m2();
          }
      }
      public static void m2() {
          synchronized( obj ) {
              // 同步块 B
              m3();
          }
      }
      public static void m3() {
          synchronized( obj ) {
             // 同步块 C
          }
      }

偏向状态

之所以要用偏向锁是因为轻量级锁的锁重入每次都调用CAS进行对比，CAS是一个OS指令操作，速度很慢。所以偏向锁是把ThreadId直接赋值给markword，那么下次能直接在java上对比这个markword。

偏向锁带有延迟性，通常对象创建过一会才会生成
先生成偏向锁->轻量级锁->重量级锁
如果给临时区使用偏向锁，那么对应执行线程的id赋值给markword
如果使用了锁的hashcode，那么偏向锁就会被禁止，因为hashcode占用的bit太多。
轻量级在锁记录上记录hashcode，重量级在monitor上记录
如果两个线程用同一个偏向级锁，那么锁会变成不可偏向，升级为轻量级锁。