首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >面试必问--synchronized实现原理及锁升级过程你懂吗

面试必问--synchronized实现原理及锁升级过程你懂吗

原创
作者头像
Java周某人
修改2019-07-31 09:56:56
1K0
修改2019-07-31 09:56:56
举报
文章被收录于专栏:Java周某人Java周某人

synchronized实现原理及锁升级过程

前言:

synchronized是Java内置的机制,是JVM层面的,而Lock则是接口,是JDK层面的

尽管最初synchronized的性能效率比较差,但是随着版本的升级,synchronized已经变得原来越强大了,本文带大家了解的是synchronized实现原理及锁升级过程,希望可以帮助到大家。

1.用法

synchronized可用来给对象和方法或者代码块加锁,当它锁定一个方法或者一个代码块的时候,同一时刻最多只有一个线程执行这段代码。

synchronized有三种应用方式:

作用于实例方法,当前实例加锁,进入同步代码前要获得当前实例的锁;

作用于静态方法,当前类加锁,进去同步代码前要获得当前类对象的锁;

作用于代码块,对括号里配置的对象加锁。

2.实现原理

2.1 Java对象头

synchronized用的锁存在Java对象头里,Java对象头里的Mark Word默认存储对象的HashCode、分代年龄和锁标记位。在运行期间,Mark Word里存储的数据会随着锁标志位的变化而变化。32位JVM的Mark Word可能变化存储为以下5种数据:

面试必问---synchronized实现原理及锁升级过程你懂吗?
面试必问---synchronized实现原理及锁升级过程你懂吗?

锁一共有四种状态,级别从低到高依次是:无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态,这几个状态随着竞争情况逐渐升级。为了提高获得锁和释放锁的效率,锁可以升级但不能降级,意味着偏向锁升级为轻量级锁后不能降级为偏向锁。

1.偏向锁

当一个线程访问同步块并获取锁时,会在对象头和栈帧的锁记录里存储偏向的线程ID,以后该线程在进入和退出同步块时不需要进行CAS操作来加锁和解锁,只需测试Mark Word里线程ID是否为当前线程。如果测试成功,表示线程已经获得了锁。如果测试失败,则需要判断偏向锁的标识。如果标识被设置为0(表示当前是无锁状态),则使用CAS竞争锁;如果标识设置成1(表示当前是偏向锁状态),则尝试使用CAS将对象头的偏向锁指向当前线程,触发偏向锁的撤销。偏向锁只有在竞争出现才会释放锁。当其他线程尝试竞争偏向锁时,程序到达全局安全点后(没有正在执行的代码),它会查看Java对象头中记录的线程是否存活,如果没有存活,那么锁对象被重置为无锁状态,其它线程可以竞争将其设置为偏向锁;如果存活,那么立刻查找该线程的栈帧信息,如果还是需要继续持有这个锁对象,那么暂停当前线程,撤销偏向锁,升级为轻量级锁,如果线程1不再使用该锁对象,那么将锁对象状态设为无锁状态,重新偏向新的线程。

2.轻量级锁

线程在执行同步块之前,JVM会先在当前线程的栈帧中创建用于存储锁记录的空间,并将对象头的MarkWord复制到锁记录中,即Displaced Mark Word。然后线程会尝试使用CAS将对象头中的Mark Word替换为指向锁记录的指针。如果成功,当前线程获得锁。如果失败,表示其他线程在竞争锁,当前线程使用自旋来获取锁。当自旋次数达到一定次数时,锁就会升级为重量级锁。

轻量级锁解锁时,会使用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,锁已经被升级为重量级锁,则会释放锁并唤醒等待的线程。

流程大致如下:

面试必问---synchronized实现原理及锁升级过程你懂吗?
面试必问---synchronized实现原理及锁升级过程你懂吗?

结束:

今天就分享到这里,有不对需要改进的地方还望大佬们指出

喜欢这篇文章的话记得给作者点个关注点个喜欢

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • synchronized实现原理及锁升级过程
相关产品与服务
对象存储
对象存储(Cloud Object Storage,COS)是由腾讯云推出的无目录层次结构、无数据格式限制,可容纳海量数据且支持 HTTP/HTTPS 协议访问的分布式存储服务。腾讯云 COS 的存储桶空间无容量上限,无需分区管理,适用于 CDN 数据分发、数据万象处理或大数据计算与分析的数据湖等多种场景。
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档