Java中synchronized锁的深入理解
作者:舒一笑 发布时间:2023-08-18 01:36:55
使用范围
synchronized使用上用于同步方法或者同步代码块
在锁实现上是基于对象去实现
使用中用于对static修饰的便是class类锁
使用中用于对非static修饰的便是当前对象锁
synchronized的优化
在jdk1.6中对synchronized做了相关的优化
锁消除
在synchronized修饰的代码块中,要是不涉及操作临界资源的情况,即便你写了synchronized修饰,也不会出发锁机制
锁膨胀
在一个循环中频繁的出现锁资源的获取与释放操作,会带来资源的消耗,于是便会将锁的范围扩大到循环的外边,避免频繁的竞争和获取锁资源而导致的资源消耗
public void method(){
for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
synchronized ("") {
// 业务代码
}
}
}
锁升级
ReentrantLock中是基于乐观锁的CAS获取线程资源。资源拿不到的情况下才会挂起线程。synchronized在jdk1.6之间完全获取不到锁的情况下立即挂起线程,但是在1.6之后进行了锁的升级与优化。
无锁、匿名偏向:当前对象没有作为锁的存在
偏向锁:当前锁资源,只有一个线程频繁的获取和释放锁,那么只有该线程获取锁是判断是否是同一个线程,如果是线程资源拿走。如果线程不是当前自己的线程,则采用基于CAS的方式,尝试将偏向锁指向当前线程。如果获取不到则触发锁升级为轻量级锁,也就意味着发生了锁竞争的情况。
轻量级锁:使用自旋锁的方式频繁的采用CAS的方式获取锁资源。这里采用的自适应自旋锁(JVM更具上次的自旋结果来进行判断本次的自旋时间长短)。如果成功获取锁资源,资源取走。如果获取锁资源失败,锁升级。
重量级锁:最为传统的synchronized实现方式。拿不到锁资源之间挂起线程,然后进行用户态和内核态的不断切换。。。
synchronized锁的实现原理
synchronized锁是基于对象来进行实现的
关于MarkWord的内容展开示意图
从图中可以看出通过锁的标志位来进行区分锁的不同状态
synchronized锁升级的过程演示
使用之前需要导入一个依赖
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jol</groupId>
<artifactId>jol-core</artifactId>
<version>0.9</version>
</dependency>
锁在默认情况下,开启了偏向锁的延迟
原因是因为在偏向锁升级为轻量级锁的时候会涉及到偏向锁的撤销,需要等到一个安全点(STW),才能完成对偏向锁的撤销,所以在并发的情况下就可以选择不开启偏向锁,或者设置偏向锁延迟开启
在JVM启动时会大量加载.class文件到内存,该操作会涉及synchronized使用,为了避免出现偏向锁撤销的操作。在启动初期,有一个延迟5s开启偏向锁的操作。
要是正常开启偏向锁,那么就不会出现无锁的状态,而是直接进入匿名偏向锁
变成了偏向锁
/**
* @author
* @date 2023/5/28
*/
public class Test15 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread.sleep(5000);
Object o = new Object();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
//thread 线程偏向锁
Thread thread = new Thread(()->{
synchronized (o){
System.out.println("thread线程 :"+ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
}
});
thread.start();
// 轻量级锁 -> 重量级锁
synchronized (o){
System.out.println("main线程 :"+ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
}
}
}
锁转换状态示意图
LockRecord和ObjectMonitor存储的内容示意图
来源:https://juejin.cn/post/7237996261214437431
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