Java并发-4.锁基础

0. 四种状态的锁

• 锁有四种状态：无锁状态，偏向锁状态，轻量级锁状态，重量级锁状态
• 根据竞争情况升级
• 锁可以升级不能降级

1. 偏向锁

• 大多数情况下，锁不存在多线程竞争，且总是由同一线程多次获得
• 线程访问同步块并获取锁，就在对象头和栈帧中的锁记录里存储偏向锁ID，之后线程出入同步块就不需要CAS来加锁和解锁，只是测试对象头的Mark Word里是否存在指向该线程的偏向锁。测试成功，线程获得锁，失败，就测试Mark Word中锁标识是否是1（当前锁是偏向锁）：没有设置，用CAS竞争锁；设置了，用CAS将对象头偏向锁指向当前线程。
• 偏向锁在出现其他进程尝试竞争的死后才会释放：
  • 在全局安全点（没有正在执行的字节码）执行撤销
  • 持有偏向锁的进程不活动就撤销成无锁状态
  • 进程活着就执行拥有偏向锁的栈。
  • 之后要么恢复到无锁状态，要么标记该对象不适合作为偏向锁
• 偏向锁默认启用，且在应用起动几秒钟后激活，用-XX:BiasedLockingStartupDelay=0关闭延迟，用-XX:UseBiasedLocking=false关闭偏向锁，关闭后应用进入轻量级锁状态。

2. 轻量级锁

• 加锁：线程执行同步代码块之前，JVM在该线程栈帧中创建存储锁记录的空间，并将对象MarkDown复制到锁记录中，然后线程尝试用CAS将对象头中的Mark Word替换为指向锁的指针。如果成功，当前线程获得锁；如果失败，标识其他进程获得锁，当前线程尝试自旋来获取锁。
• 解锁：使用原子的CAS来讲Mark Work替换回到对象头，如果成功，标识没有竞争，如果失败，表示当前锁存在竞争，轻量级锁失效。锁膨胀为重量级锁。

3. 重量级锁

• 线程竞争不用自旋，不消耗CPU
• 线程紫色，响应时间就会变慢